北京
一种非凡的新方法已被开发出来，可以在不破坏细胞微小动力工厂功能的情况下对其进行包覆，这可能为线粒体疾病的新疗法铺平道路。
科学家开发出一种方法，可以用先进材料包覆线粒体——我们细胞内产生能量的微小结构——而不干扰其功能。这一成果最终可能帮助研究人员开发治疗由线粒体功能障碍引起的疾病的新方法。
如上图所示，用金属有机框架（MOFs）包覆线粒体，有助于其执行特定功能，同时保留其产生能量的能力。
这项研究由 IRCCS 卡洛·贝斯塔神经学研究所基金会（FINCB）和米兰理工大学通过双方于2023年成立的联合 BraiNs 实验室开展。该合作将瓦莱里娅·蒂兰蒂博士（FINCB）的线粒体生物学专长与皮耶兰杰洛·梅特兰戈洛教授（米兰理工大学）的化学和材料工程专长结合起来；蒂兰蒂博士是医学遗传学与神经遗传学复杂单元（SC）的研究员，也是马里亚尼基金会儿童线粒体疾病中心负责人。
研究结果发表在《美国化学会志》（JACS）上。
为细胞动力工厂包覆的新方法
线粒体产生细胞执行其基本活动所需的能量。当这些结构发生故障时，可能导致多种疾病，其中许多是罕见病。线粒体疾病对需要大量能量的器官和组织尤其有害，包括大脑和肌肉。这些疾病的有效治疗方案仍然有限。
为了探索新的可能性，研究人员转向金属有机框架（MOF），这是一类先进材料，其性质可以针对不同应用进行定制。这些材料的重要性因2025年诺贝尔化学奖而得到凸显，该奖授予北川进、理查德·罗布森和奥马尔·亚吉，以表彰他们在这一领域的工作。
将这些材料应用于线粒体是一项重大挑战，因为这些结构极其脆弱，很容易丧失正常功能的能力。
研究团队通过开发一种将微量 MOF 材料直接施加到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，包覆后的线粒体继续产生能量，证明该过程可以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
这一发现最有前景的方面之一是能够为不同目的定制涂层。
梅特兰戈洛教授评论道：“修饰涂层的可能性现在开辟了新的研究前景：未来将能够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。”
一个潜在应用是线粒体移植，这是一种实验性技术，旨在将健康线粒体引入现有线粒体功能不正常的细胞中。研究人员认为，经过特殊工程设计的涂层最终可能使递送健康线粒体并帮助它们与受体细胞相互作用变得更容易。
蒂兰蒂博士强调：“经过专门设计的涂层未来可能促进这种转移以及线粒体与细胞之间的相互作用。”
然而，这种可能性仍未得到证实。还需要进一步研究来确定包覆后的线粒体在移植过程中是否比未包覆的线粒体表现更好。
这项研究作为由博士生马尔科·达马托领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，卡拉布里亚创新与先进研究枢纽）”项目提供，该项目在卫生部卫生运营计划（Piano Operativo Salute，POS）下获得支持。
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