Rivestire i mitocondri senza danneggiarli: la ricerca apre una possibile strada per intervenire sul loro malfunzionamento

Rivestire i mitocondri con materiali innovativi senza comprometterne il funzionamento: è il risultato di una ricerca dell’IRCCS Fondazione Istituto Neurologico Carlo Besta (FINCB) e del Politecnico di Milano, realizzata nell’ambito del laboratorio congiunto BraiNs, inaugurato nel 2023. Lo studio, che mette insieme le competenze di biologia mitocondriale del gruppo della Dottoressa Valeria Tiranti (FINCB) – della SC di Genetica Medica e Neurogenetica e responsabile del Centro Fondazione Mariani per le Malattie mitocondriali pediatriche - e quelle di ingegneria chimica e dei materiali del gruppo del Professor Pierangelo Metrangolo (Politecnico di Milano), è stato pubblicato sul prestigioso «Journal of the American Chemical Society (JACS)».

I mitocondri sono le strutture delle cellule che producono l’energia necessaria al loro funzionamento. Quando non lavorano correttamente possono essere coinvolti in diverse malattie, spesso rare, quali in primis le malattie mitocondriali che colpiscono tessuti ad alta richiesta energetica, come il cervello e il muscolo e per le quali le possibilità di trattamento sono ancora limitate.

I protagonisti dello studio sono i Metal-Organic Frameworks (MOF), materiali innovativi che possono essere modificati e adattati in base al loro utilizzo, premiati nel 2025 con il Premio Nobel per la Chimica a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi. Applicarli ai mitocondri è però complesso, perché si tratta di strutture molto delicate. I ricercatori hanno sviluppato un procedimento che permette di rivestire direttamente la superficie dei mitocondri con questi materiali, utilizzandone quantità molto basse. Il dato più importante è che, anche dopo il rivestimento, i mitocondri mantengono la loro capacità di produrre energia.

«La possibilità di modificare il rivestimento apre ora nuove prospettive di ricerca: in futuro si potranno sviluppare MOF con caratteristiche diverse a seconda dell’obiettivo, creando rivestimenti capaci di svolgere funzioni specifiche» osserva il Prof. Metrangolo. Una delle possibili applicazioni, ancora in fase sperimentale, riguarda il trapianto mitocondriale, una strategia che punta a trasferire mitocondri sani nelle cellule in cui quelli presenti non funzionano correttamente.
«Un rivestimento progettato in modo specifico potrebbe, in prospettiva, favorire questo trasferimento e l’interazione dei mitocondri con le cellule» sottolinea la Dott.ssa Tiranti.

Si tratta però di una prospettiva ancora da verificare: saranno necessari ulteriori studi per capire se il rivestimento possa offrire un vantaggio concreto nel trapianto rispetto ai mitocondri non rivestiti.

La ricerca è stata realizzata nell’ambito del progetto del dottorando Marco D’Amato, finanziato dal progetto “CALabria HUB per Ricerca Innovativa ed Avanzata (Cal.Hub.Ria)”, attraverso i fondi del Piano Operativo Salute (POS) del Ministero della Salute.

Engineered Metal-Organic Frameworks Preserve Mitochondrial Bioenergetics at Micromolar Concentrations

Marco D’Amato; Ivano Di Meo; Maria Nicol Colombo; Chiara Santanatoglia; Francesca Baldelli Bombelli; Valeria Tiranti; Pierangelo Metrangolo
Journal American Chemical Society (2026)
https://doi.org/10.1021/jacs.6c11154

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