אחת מפריצות הדרך האחרונות היא החלפת מיטוכונדריה – טיפול חדשני בו מחליפים את המיטוכונדריות החולות במיטוכונדריות בריאות מאדם נוסף. כך, במהלך טיפולי הפוריות משתתפים בעצם שלושה הורים – האם, האב ותורמת ביצית (שתורמת את המיטוכונדריות).
המיטוכונדריון (ברבים מיטוכונדריה) הוא אברון תוך-תאי האחראי על משק האנרגיה בתא. בכל תא מיטוכונדריה רבים מאוד (בביצית האישה יש כ 100,000 מיטוכונדריה).
המיטוכונדריה משתתפת בתהליכים פיזיולוגיים רבים: ביצור ופירוק שומנים, חומצות אמינו, חומצות שומן ומטבוליטים נוספים החיוניים לתא.
המיטוכונדריה מספקת אנרגיה לתא, כלומר מייצרת דלק כדי שמערכות הגוף (ATP) באמצעות מטבעות אנרגיה יוכלו לפעול. לכן, מחלות מיטוכונדריאליות ו/או גיל אמהי
מתקדם פוגעות במשק האנרגיה התאי.

במחלות אלו הפגם העיקרי הוא בתפקוד המיטוכונדריה, כלומר ביצירת אנרגיה תוך תאית באמצעות שרשרת הנשימה. כשל זה גורם לפגיעה בדרגה משתנה בפעילות התא ועד למות התא. בשל כך ישנה פגיעה ביצור הATP (המולקולה האחראית לאספקת אנרגיה תאית). יכולה להיות פגיעה בכל איברי הגוף אך הפגיעה הנפוצה ביותר היא באיברים/רקמות בהם צריכת האנרגיה גבוהה יותר, כמו המוח, השרירים והלב. הפגיעה יכולה להתרחש בצורה
חריפה, התקפית או בהידרדרות איטית.
חוסר אנרגיה במיטוכונדריה עלול לגרום לאיכות נמוכה בהתפתחות העובר או אי התפתחות לשלב מתקדם.

בשלב האחרון של התהליך מחדירים את הגרעין שהגיע מההורים אל העובר המכיל את המיטוכונדריות הבריאות,
ועל ידי כך משיגים עובר בריא עם חומר תורשתי שהגיע משני הוריו ומיטוכונדריות בריאות לחלוטין שהגיעו מאישה שלישית ,יש לציין שמלבד המיטוכונדריות, כל המידע
התורשתי של העובר שיוחזר לרחם של האם שייך אך ורק לשני ההורים, והתינוק יוולד עם כלל התכונות )מראה, אופי,
התנהגות( שקיבל מהוריו בלבד. כמו כן, למיטוכונדריות מיטוכונדריאלי ושהגיעו מהתורמת אין DNA המכילות כל משמעות על ההתפתחות ותכונות האופי. כך, למרות
שלכאורה העובר נוצר משלושה אנשים שונים, כלל החומר התורשתי שלו הגיע משני הוריו בלבד, והוא כאילו נולד בטיפולי הפריה רגילים., העובר המתקבל מועבר לרחם האם, במטרה לבסס הריון בריא.