Ergotioneīns pastiprina labvēlīgo baktēriju darbību un kavē kanceroģenēzi zarnās

Starptautiska komanda, ko vada Hatzios laboratorija (Broad institūts un Harvard-MGH), ir pierādījusi, ka cilvēka zarnu komensālie mikroorganismi anaerobos (bez skābekļa) apstākļos apmainās ar bieži sastopamo uztura antioksidantu ergothioneīnu (EGT), lai nodrošinātu enerģijas piegādi. Pētījums ir publicēts žurnālā Cell Host and Microbe.

Kā turpinājās pētījums?

• In vitro modeļi: divu lielu filu – Clostridium symbiosum un Bacteroides fragilis – galveno pārstāvju izolētās kultūras saturēja tikai ergotioneīnu kā “vienīgo” antioksidantu.
• Savstarpēja barošanās: Kad celmi tika audzēti kopā, tika atklāts, ka viens celms pārveido EGT pieejamākos metabolītos (piemēram, piruvātā un īsās ķēdes taukskābēs), kurus pēc tam absorbēja otrs celms, ļaujot abiem ražot ATP bez O₂ klātbūtnes.
• Kontroles eksperimenti: Ne C. symbiosum, ne B. fragilis atsevišķi nevarēja efektīvi augt uz EGT saturošas barotnes, savukārt, savienojot tos pārī, ATP ražošana un šūnu biomasa palielinājās divkārši.

Galvenie secinājumi

1. Ergotioneīna loma: šis antioksidants, kas atrodams sēnēs, pupiņās un pilngraudu produktos, šķiet, ir ne tikai aizsargājošs, bet arī enerģijas substrāts izplatītākajām zarnu baktēriju ģintīm.
2. Uzlabota anaerobā elpošana: Krusteniskā barošana palielināja fermentācijas un NAD⁺ reģenerācijas ceļu aktivitāti, kas ir kritiski svarīgi izdzīvošanai skābekļa deficītā resnās zarnas vidē.
3. Kopienas stabilitāte: EGT apmaiņa stiprina mikrobu kopienas strukturālo stabilitāti, novēršot patobiontu dominēšanu un stimulējot labvēlīgo metabolītu (SCFA) ražošanu.

Autori norāda, ka ergothioneīna metabolisma ceļš ir biežāk sastopams pacientiem ar kolorektālo vēzi, kas var liecināt par saistību starp mikrobiālo ergothioneīna metabolismu un audzēja patogenēzi. Tas paver iespējas izmantot enzīmu inhibitorus vai diētas modifikācijas (piemēram, palielināt ergothioneīnu saturošu pārtikas produktu, piemēram, sēņu un pākšaugu, patēriņu), lai modulētu mikrobiotu terapeitiskos nolūkos.

Ietekme uz veselību

• Uztura ekoloģija: papildus uztura šķiedrvielām, uztura antioksidanti darbojas kā vērtīga degviela “labajiem” mikrobiem, palielinot to ieguldījumu īsās ķēdes taukskābju ražošanā un imūnmodulācijā.
• Jaunas prebiotikas: ergothioneīns un tā atvasinājumi var kļūt par mērķtiecīgām prebiotikām, kas spēj "uzlādēt" labvēlīgos anaerobos mikroorganismus un neitralizēt disbiozi.
• Terapeitiskās sekas: manipulējot ar uztura EGT pieejamību, var būt iespējams uzlabot vielmaiņas veselību, mazināt iekaisumu un stiprināt zarnu barjeras funkciju.

"Mēs pirmo reizi esam parādījuši reālu antioksidantu savstarpējas barošanas mehānismu, kas palīdz ražot enerģiju zarnu anaerobos reģionos," saka vadošais autors Dze Džou.

Autori izceļ trīs galvenos punktus:

1. Ergotioneīns kā vielmaiņas “tilts”
   “Mēs pirmo reizi esam parādījuši, ka ergotioneīns ne tikai darbojas kā antioksidants, bet arī kļūst par enerģijas avotu anaerobām baktērijām, stiprinot to populācijas resnajā zarnā.”

2. Saikne ar kolorektālā vēža profilaksi
   “Stiprināta mikrobu kopiena ražo vairāk īsās ķēdes taukskābju, piemēram, butirātu, kas, kā zināms, aizsargā resnās zarnas epitēliju un nomāc audzēja augšanu,” piebilst līdzautore profesore Marija Gonsalesa.

3. Prebiotiķu terapijas perspektīvas
   “Turpmāki pētījumi ļaus izstrādāt mērķtiecīgas ergothioneīna bāzes prebiotikas, kas varētu papildināt pašreizējās kolorektālā vēža skrīninga un profilakses stratēģijas,” secina Dr. Dze Džou.

Šis darbs paver ceļu jaunas paaudzes prebiotikām, kuru pamatā ir dabiskie antioksidanti, kas var "iedarbināt" mikrobioma iekšējo bioenerģētiku un uzlabot saimnieka veselību.