该研究由IRCCS Carlo Besta神经学研究所基金会（FINCB）和米兰理工大学通过其于2023年成立的联合BraiNs实验室共同开展。此次合作结合了Valeria Tiranti博士（FINCB）的线粒体生物学专长与Pierangelo Metrangolo教授（米兰理工大学）的化学与材料工程专长。Tiranti博士是医学遗传学与神经遗传学综合单元（SC）的研究员，同时也是Mariani基金会儿科线粒体疾病中心的负责人。
该研究结果发表在《美国化学会志》（JACS）上。
为细胞“发电站”穿上新涂层的方法
线粒体产生细胞执行其基本活动所需的能量。当这些结构发生功能障碍时，可能导致多种疾病，其中许多属于罕见病。线粒体疾病对需要大量能量的器官和组织（包括大脑和肌肉）尤为有害。目前针对这些疾病的有效治疗方案仍然有限。
为了探索新的可能性，研究人员将目光转向金属有机框架（MOF），这是一类其性质可根据不同应用进行定制的先进材料。2025年诺贝尔化学奖突显了这些材料的重要性，该奖项被授予Susumu Kitagawa、Richard Robson和Omar Yaghi，以表彰他们在此领域的工作。
将这些材料应用于线粒体面临一项重大挑战，因为线粒体结构极其脆弱，很容易丧失正常运作的能力。
研究团队通过开发一种将微量MOF材料直接应用于线粒体表面的技术克服了这一障碍。至关重要的是，测试表明被涂覆的线粒体继续产生能量，这证明该过程能够修饰其表面而不损害这一基本功能。
未来线粒体治疗的潜力
这一发现最具前景的方面之一是能够根据不同目的定制涂层。
“现在，修饰涂层的可能性开辟了新的研究前景：未来，将有可能根据目标开发具有不同特性的MOF，从而创造出能够执行特定功能的涂层，”Metrangolo教授指出。
一个潜在的应用是线粒体移植，这是一种旨在将健康线粒体引入现有线粒体无法正常运作的细胞中的实验性技术。研究人员认为，经过特殊工程设计的涂层最终可能会使递送健康线粒体变得更容易，并帮助它们与接收细胞进行相互作用。
“在未来，一种专门设计的涂层可能会促进这种转移以及线粒体与细胞之间的相互作用，”Tiranti博士强调。
然而，这种可能性尚未得到证实。还需要进一步的研究来确定在移植过程中，有涂层的线粒体是否比无涂层的线粒体表现更好。
该研究作为由博士生Marco D'Amato主导的研究项目的一部分完成。资金通过“CALabria HUB per Ricerca Innovativa ed Avanzata (Cal.Hub.Ria)”项目提供，该项目获得了卫生部健康行动计划（Piano Operativo Salute, POS）的支持。