Besta e Politecnico di Milano hanno sviluppato una tecnica per rivestire i mitocondri con Metal-Organic Frameworks senza comprometterne la capacità di produrre energia.
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 unisce le competenze di biologia mitocondriale del gruppo della Dottoressa Valeria Tiranti, della SC di Genetica Medica e Neurogenetica e responsabile del Centro Fondazione Mariani per le Malattie mitocondriali pediatriche, a quelle di ingegneria chimica e dei materiali del gruppo del Professor Pierangelo Metrangolo del Politecnico di Milano. La ricerca è stata pubblicata sul Journal of the American Chemical Society (JACS). Al centro del lavoro ci sono i Metal-Organic Frameworks (MOF), materiali innovativi che possono essere modificati e adattati in base al loro utilizzo e che nel 2025 sono stati premiati con il Premio Nobel per la Chimica a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi.
I mitocondri sono le strutture cellulari responsabili della produzione dell’energia necessaria al funzionamento delle cellule. Quando il loro funzionamento è compromesso, possono essere coinvolti in diverse patologie, spesso rare, a partire dalle malattie mitocondriali, che interessano in particolare i tessuti caratterizzati da un’elevata richiesta energetica, come cervello e muscoli. Per queste condizioni le possibilità terapeutiche sono ancora limitate. L’applicazione dei MOF ai mitocondri presenta tuttavia una difficoltà: queste strutture cellulari sono particolarmente delicate. I ricercatori hanno quindi sviluppato un procedimento che consente di rivestire direttamente la superficie dei mitocondri con questi materiali, utilizzando quantità molto basse di MOF. Il risultato considerato più rilevante è che, nonostante il rivestimento, i mitocondri mantengono la capacità di produrre energia. La tecnica permette così di intervenire sulla superficie degli organelli senza comprometterne una delle funzioni fondamentali.
La possibilità di modificare le caratteristiche del rivestimento potrebbe aprire nuove linee di ricerca e consentire di progettare MOF differenti in funzione dello scopo da raggiungere. “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. Tra le possibili applicazioni, ancora in fase sperimentale, c’è il trapianto mitocondriale, una strategia che mira a trasferire mitocondri sani nelle cellule nelle quali 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 tuttavia di una prospettiva ancora da verificare: saranno necessari ulteriori studi per stabilire 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.
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