Un bioingegnere texano osserva al microscopio una cellula staminale. Accanto a lei, un’altra cellula, esausta, quasi spenta. Tra le due scorre un filamento sottile, invisibile a occhio nudo. In pochi minuti, la cellula forte trasferisce alla compagna debole una scorta di mitocondri. Le sue batterie. La seconda si “risveglia”, riprende a produrre energia, resiste dove prima si sarebbe semplicemente arresa.
È un trasferimento biologico: un gruppo di ricerca della Texas A&M University ha trovato il modo di trasformare le staminali in biofabbriche energetiche, capaci di rifornire i mitocondri delle cellule vicine danneggiate o invecchiate. Lo studio, pubblicato su PNAS, apre scenari concreti per la medicina rigenerativa.
Come funziona il “trapianto” di mitocondri
I mitocondri sono gli organelli che producono ATP, la molecola energetica delle cellule. Quando questi organelli perdono efficienza o calano di numero, le cellule faticano a svolgere le loro funzioni. Malattie neurodegenerative, cardiomiopatie, danni da chemioterapia o semplicemente invecchiamento cellulare dipendono in parte da questo declino mitocondriale.
Il gruppo di ricerca guidato dal professor Akhilesh Gaharwar ha sviluppato un approccio basato su nanoparticelle di disolfuro di molibdeno, strutture microscopiche che assumono una forma simile a minuscoli fiori. Queste nanoparticelle, una volta integrate nelle cellule staminali mesenchimali, innescano un meccanismo biologico che aumenta la produzione di mitocondri fino al doppio del normale.
Le cellule staminali potenziate diventano donatrici. Quando vengono posizionate vicino a cellule compromesse, i mitocondri in eccesso passano da una cellula all’altra attraverso strutture intracellulari specifiche. Il trasferimento è da due a quattro volte più efficiente rispetto al processo naturale di scambio mitocondriale che avviene spontaneamente, seppur lentamente, tra cellule vicine.
Scheda dello Studio
Ente di ricerca: Texas A&M University
Anno: 2025
DOI: 10.1073/pnas.2505237122
TRL: 3-4 (test preclinici su modelli murini e cellule in vitro)
Un booster energetico che dura nel tempo
Una caratteristica interessante delle nanoparticelle è la loro persistenza. A differenza delle molecole farmacologiche tradizionali, che vengono eliminate rapidamente dall’organismo e richiedono somministrazioni frequenti, i “nanofiori” rimangono all’interno degli organelli cellulari e continuano a stimolare la produzione mitocondriale per periodi prolungati. Secondo le stime dei ricercatori, una singola somministrazione potrebbe mantenere l’effetto per circa un mese. Un po’ come caricare una batteria a lunga durata invece di doverla riattaccare alla presa ogni sera.
Nei test su cellule muscolari lisce, quelle che rivestono le pareti dei vasi sanguigni e regolano la contrazione vascolare, il trasferimento mitocondriale non solo ha ripristinato i livelli energetici ma ha anche migliorato il metabolismo cellulare e modificato l’espressione genica. Le cellule riceventi hanno mostrato maggiore resistenza alla morte cellulare, persino quando esposte successivamente a trattamenti chemioterapici aggressivi.
Dalle cardiomiopatie all’Alzheimer
La versatilità dell’approccio (ne abbiamo parlato anche qui) rappresenta uno degli aspetti più promettenti. Poiché le cellule staminali mesenchimali possono integrarsi in diversi tipi di tessuto, questa tecnica potrebbe teoricamente essere applicata per contrastare la perdita di funzionalità in organi differenti. Nel caso di patologie cardiache, le cellule potenziate potrebbero essere iniettate direttamente nel tessuto del cuore. Per le distrofie muscolari, nei muscoli scheletrici. In ambito neurodegenerativo, potenzialmente anche nel tessuto cerebrale, dove il declino mitocondriale è associato ad Alzheimer, Parkinson e altre malattie.
“Abbiamo addestrato cellule sane a condividere le loro batterie di scorta con le cellule più deboli”, spiega Gaharwar.
“Aumentando il numero di mitocondri all’interno delle cellule donatrici, possiamo aiutare le cellule invecchiate o danneggiate a ritrovare la loro vitalità, senza alcuna modifica genetica o farmaco. Questo è un primo ma entusiasmante passo verso la ricarica dei tessuti invecchiati utilizzando i loro meccanismi biologici”.
Mitocondri, il paradosso della chimica inorganica
Il disolfuro di molibdeno è un composto inorganico che, a livello microscopico, può assumere strutture bidimensionali complesse. I ricercatori lo hanno scelto proprio per questa proprietà: i “vuoti” strutturali nella rete cristallina fungono da segnali biochimici, attivando percorsi cellulari che innescano la biogenesi mitocondriale. Un materiale sintetico che comanda processi biologici.
Funziona, ma resta da capire quanto sia davvero innocuo nel lungo termine. Le nanoparticelle possono accumularsi? Interferiscono con altri meccanismi cellulari? Per ora i test su modelli murini e colture cellulari non hanno mostrato tossicità, ma la strada verso applicazioni cliniche sull’uomo richiede anni di ulteriori verifiche.
Quando e come ci cambia la vita
Se i test su animali e poi sugli esseri umani confermano sicurezza ed efficacia, tra 7-10 anni potremmo vedere terapie mitocondriali come opzione per rallentare il declino funzionale legato all’età o trattare malattie degenerative oggi difficilmente gestibili. Non sarà una cura miracolosa, ma un supporto fisiologico per tessuti che perdono energia. E contribuirà all’aumento della durata della vita.
Approfondisci
Interessato ai meccanismi cellulari? Leggi anche come la forma dei mitocondri influenza il metabolismo.
L’idea di “ricaricare” le cellule invece di sostituirle apre scenari che vanno oltre la rigenerazione tissutale. Finché i mitocondri mantengono un livello sufficiente di efficienza, il corpo continua a funzionare. Quando questo livello cala troppo, iniziano i problemi. Trovare il modo di sostenere artificialmente quel livello potrebbe non invertire l’invecchiamento, ma sicuramente renderlo molto meno invalidante. E anche meno rapido.
I prossimi anni diranno se si tratta di una promessa mantenibile o di un’altra buona intenzione rimasta nei laboratori.
