Ergotioneinas sustiprina naudingas bakterijas ir slopina kancerogenezę žarnyne

Tarptautinė „Hatzios“ laboratorijos (Broad instituto ir Harvardo MGH) vadovaujama komanda parodė, kad žmogaus žarnyno komensalinės ląstelės anaerobinėmis (be deguonies) sąlygomis keičia įprastą maistinį antioksidantą ergothioneiną (EGT), kad papildytų savo energijos atsargas. Tyrimas paskelbtas žurnale „ Cell Host and Microbe“.

Kaip vyko tyrimas?

• In vitro modeliai: dviejų didelių filų – Clostridium symbiosum ir Bacteroides fragilis – pagrindinių atstovų izoliuotose kultūrose terpėje kaip „vienintelis“ antioksidantas buvo tik ergotioneinas.
• Kryžminis maitinimasis: Kai padermės buvo auginamos kartu, nustatyta, kad viena padermė EGT paverčia lengviau prieinamais metabolitais (pvz., piruvatu ir trumpos grandinės riebalų rūgštimis), kuriuos vėliau pasisavina kita, leisdama abiem gaminti ATP be O₂.
• Kontroliniai eksperimentai: Nei C. symbiosum, nei B. fragilis atskirai negalėjo efektyviai augti EGT turinčioje terpėje, o poromis jos parodė dvigubą ATP gamybos ir ląstelių biomasės padidėjimą.

Svarbiausi rezultatai

1. Ergotioneino vaidmuo: šis antioksidantas, randamas grybuose, pupelėse ir neskaldytuose grūduose, atrodo, yra ne tik apsauginis, bet ir energijos substratas įprastoms žarnyno bakterijų gentims.
2. Pagerėjęs anaerobinis kvėpavimas: kryžminis maitinimas padidino fermentacijos ir NAD⁺ regeneracijos takų aktyvumą, kurie yra labai svarbūs išgyvenimui deguonies stokojančioje storosios žarnos aplinkoje.
3. Bendruomenės stabilumas: EGT mainai stiprina mikrobų bendruomenės struktūrinį stabilumą, užkirsdami kelią patobiontų dominavimui ir skatindami naudingų metabolitų (SCFA) gamybą.

Autoriai pažymi, kad pacientams, sergantiems kolorektaliniu vėžiu, ergothioneino metabolizmo kelias buvo dažnesnis, o tai gali rodyti ryšį tarp mikrobų ergothioneino metabolizmo ir naviko patogenezės. Tai atveria galimybes naudoti fermentų inhibitorius arba modifikuoti mitybą (pvz., padidinti ergothioneino turinčio maisto, pavyzdžiui, grybų ir ankštinių augalų, vartojimą), siekiant moduliuoti mikrobiotą terapiniais tikslais.

Poveikis sveikatai

• Mitybos ekologija: be maistinių skaidulų, maisto antioksidantai veikia kaip vertingas kuras „geriesiems“ mikrobams, didindami jų indėlį į trumpųjų grandinių riebalų rūgščių gamybą ir imuninės sistemos moduliaciją.
• Nauji prebiotikai: ergothioneinas ir jo dariniai gali tapti tiksliniais prebiotikais, galinčiais „įkrauti“ naudingus anaerobus ir neutralizuoti disbiozę.
• Terapinės pasekmės: manipuliuojant EGT prieinamumu su maistu, galima pagerinti medžiagų apykaitą, sumažinti uždegimą ir sustiprinti žarnyno barjerinę funkciją.

„Pirmą kartą parodėme tikrą antioksidantų kryžminio maitinimo mechanizmą, kuris padeda gaminti energiją anaerobinėse žarnyno srityse“, – sako pagrindinis autorius Ze Zhou.

Autoriai pabrėžia tris pagrindinius dalykus:

1. Ergotioneinas kaip metabolinis „tiltas“
   „Pirmą kartą parodėme, kad ergotioneinas ne tik veikia kaip antioksidantas, bet ir tampa energijos šaltiniu anaerobinėms bakterijoms, stiprindamas jų populiacijas gaubtinėje žarnoje.“

2. Ryšys su kolorektalinio vėžio prevencija
   „Sustiprinta mikrobų bendruomenė gamina daugiau trumpos grandinės riebalų rūgščių, tokių kaip butiratas, kurios, kaip žinoma, apsaugo gaubtinės žarnos epitelį ir slopina naviko augimą“, – priduria bendraautorė prof. Maria Gonzalez.

3. Prebiotikų terapijos perspektyvos
   „Tolesni tyrimai leis sukurti tikslinius ergothioneino pagrindu veikiančius prebiotikus, kurie galėtų papildyti dabartines kolorektalinio vėžio atrankos ir prevencijos strategijas“, – daro išvadą dr. Ze Zhou.

Šis darbas atveria kelią naujos kartos prebiotikams, pagrįstiems natūraliais antioksidantais, kurie gali „suaktyvinti“ mikrobiomo vidinę bioenergetiką ir pagerinti šeimininko sveikatą.