Rivestire i mitocondri senza danneggiarli: una ricerca Besta-Politecnico apre nuove prospettive

Pubblicato sul Journal of the American Chemical Society uno studio realizzato nell’ambito del laboratorio congiunto BraiNs: i ricercatori hanno sviluppato un metodo per rivestire i mitocondri con materiali innovativi senza comprometterne la capacità di produrre energia

Una ricerca dell’IRCCS Fondazione Istituto Neurologico Carlo Besta e del Politecnico di Milano, realizzata nell’ambito del laboratorio congiunto BraiNs, ha dimostrato la possibilità di rivestire i mitocondri con materiali innovativi senza comprometterne una delle funzioni fondamentali: la produzione di energia. Lo studio è stato pubblicato sul Journal of the American Chemical Society (JACS), una delle principali riviste scientifiche internazionali nel campo della chimica.

I mitocondri sono le strutture cellulari responsabili della produzione dell’energia necessaria al funzionamento delle cellule. Un loro malfunzionamento è alla base di diverse patologie, tra cui le malattie mitocondriali, spesso rare e particolarmente rilevanti per gli organi e i tessuti che richiedono grandi quantità di energia, come il cervello e i muscoli.

La ricerca ha coinvolto le competenze di biologia mitocondriale del gruppo della Dott.ssa Valeria Tiranti, della SC di Genetica Medica e Neurogenetica e responsabile del Centro Fondazione Mariani per le Malattie Mitocondriali Pediatriche del Besta, e quelle di ingegneria chimica e dei materiali del gruppo del Prof. Pierangelo Metrangolo del Politecnico di Milano. Il lavoro è stato sviluppato all’interno di BraiNs, il laboratorio congiunto tra Besta e Politecnico inaugurato nel 2023.

Al centro dello studio ci sono i Metal-Organic Frameworks (MOF), materiali innovativi caratterizzati dalla possibilità di essere progettati e modificati in funzione dell’utilizzo, premiati nel 2025 con il Premio Nobel per la Chimica a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi. I ricercatori hanno messo a punto un procedimento che consente di depositare direttamente sulla superficie dei mitocondri un sottile rivestimento costituito da questi materiali, utilizzandone quantità molto basse. Gli esperimenti hanno evidenziato che, anche dopo il rivestimento, i mitocondri mantengono la capacità di produrre energia, un risultato fondamentale per poter approfondire le potenzialità di questa tecnologia.

“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”, spiega il Prof. Pierangelo Metrangolo.

Tra le possibili applicazioni future, ancora in fase sperimentale, vi è il trapianto mitocondriale, una strategia di ricerca che mira a trasferire mitocondri sani nelle cellule nelle quali quelli presenti non funzionano correttamente. Un rivestimento progettato con caratteristiche specifiche potrebbe, in prospettiva, favorire il trasferimento e l’interazione dei mitocondri con le cellule, come sottolinea la Dott.ssa Valeria Tiranti.

Si tratta al momento di una prospettiva di ricerca che dovrà essere verificata attraverso ulteriori studi, necessari per comprendere se il rivestimento possa offrire vantaggi concreti nelle procedure di trapianto mitocondriale rispetto ai mitocondri non rivestiti.