Dotazione di NextGen O2k Fluorespirometer - Ossigrafo

Un nuovo strumento per studiare le malattie mitocondriali

Grazie al sostegno dei suoi donatori, Mitocon nel 2022 ha contribuito a dotare l’Università di Padova del NextGen O2k Fluorespirometer di Oroboros, un apparecchio noto anche come ossigrafo, utilizzato per lo studio della funzione mitocondriale. Si tratta di uno strumento di ricerca avanzato, capace di analizzare come funzionano i mitocondri – le “centrali energetiche” delle nostre cellule – e come i difetti nella produzione di energia possano portare a queste malattie.

Perché è importante

Le malattie mitocondriali sono complesse e molto variabili:

• la stessa mutazione genetica può causare malattie diverse;
• mutazioni in geni diversi possono invece provocare la stessa malattia;
• possono colpire più organi contemporaneamente oppure interessare un solo organo, anche se il gene mutato è espresso in tutte le cellule.

I ricercatori si interrogano ancora sul perché alcuni organi siano più vulnerabili di altri. In generale cervello, cuore e muscoli – che richiedono più energia – sono i più colpiti, ma in realtà tutte le parti del corpo possono essere interessate.

Risultati e impatto

Grazie a questo strumento i ricercatori hanno potuto analizzare:

• il consumo di ossigeno da parte dei mitocondri,
• lo stato del coenzima Q, una molecola chiave che trasferisce energia,
• la produzione di radicali liberi (ROS), sostanze che in eccesso possono danneggiare le cellule,
• Il potenziale di membrana mitocondriale, un elemento chiave per chiarire i meccanismi bioenergetici.

Gli studi hanno mostrato differenze significative tra mitocondri di cervello e fegato, – contribuendo a spiegare la diversa sensibilità dei tessuti nei modelli di deficit del Complesso I e III. Hanno inoltre mostrato differenze tra tessuti a diverse età, che potrebbero spiegare perché le malattie infantili sono in genere molto più gravi di quelle dell’adulto.

I risultati rappresentano un passo avanti importante nella comprensione della specificità tissutale delle malattie mitocondriali.

• quelli cerebrali sono molto più vulnerabili quando il sistema di produzione energetica (complesso I o complesso III) è difettoso,
• quelli epatici sembrano invece più “resistenti”.

I risultati rappresentano un passo avanti importante nella comprensione della specificità tissutale delle malattie mitocondriali.

Un impatto che va oltre il laboratorio

L’ossigrafo è utilizzato dal gruppo del Prof. Carlo Viscomi, che ne ha ottimizzato protocolli e analisi. È stato inoltre messo a disposizione di altri gruppi di ricerca dell’Università di Padova, favorendo collaborazioni interdisciplinari che stanno producendo dati importanti su come si comportano i mitocondri in malattie moto diverse, quali cancro e neurodegenerazione. Per diffondere le competenze, è stato organizzato un minicorso teorico-pratico rivolto a ricercatori e dottorandi.

Sostenibilità

Il lab Viscomi fornisce il supporto tecnico e interpretativo agli utenti. Il progetto è di inserire nella lista delle attrezzature prenotabili del Dipartimento e del VIMM con un costo accessibile per coprire i materiali di consumo, garantendo così continuità e sostenibilità nel tempo. Nel lungo termine, lo strumento potrebbe entrare in una facility di bioenergetica per la caratterizzazione funzionale di cellule, tessuti e organoidi in cui i mitocondri possono essere alterati.

Ringraziamenti