Ergothionein forstærker gavnlige bakterier og hæmmer kræftudvikling i tarmene

Et internationalt team ledet af Hatzios Lab (Broad Institute og Harvard-MGH) har vist, at menneskelige tarmflora udveksler den almindelige antioxidant ergothionein (EGT) i kosten for at forsyne deres energiforsyning under anaerobe (iltfri) forhold. Undersøgelsen er offentliggjort i tidsskriftet Cell Host and Microbe.

Hvordan forløb studiet?

• In vitro-modeller: isolerede kulturer af nøglerepræsentanter for to store rækker – Clostridium symbiosum og Bacteroides fragilis – indeholdt kun ergothionein i mediet som den "eneste" antioxidant.
• Krydsfodring: Da stammerne blev dyrket sammen, viste det sig, at den ene stamme omdannede EGT til mere tilgængelige metabolitter (f.eks. pyruvat og kortkædede fedtsyrer), som derefter blev optaget af den anden, hvilket tillod begge at producere ATP i fravær af O₂.
• Kontrolforsøg: Hverken C. symbiosum eller B. fragilis alene kunne vokse effektivt på EGT-holdigt medium, hvorimod de, når de blev parret, viste en dobbelt stigning i ATP-produktion og cellebiomasse.

Vigtigste resultater

1. Ergothioneinets rolle: Denne antioxidant, der findes i svampe, bønner og fuldkorn, ser ud til ikke kun at være beskyttende, men også et energisubstrat for almindelige tarmbakterieslægter.
2. Forbedret anaerob respiration: Krydsfodring øgede aktiviteten af fermenterings- og NAD⁺-regenereringsveje, som er afgørende for overlevelse i det iltfattige kolonmiljø.
3. Samfundsstabilitet: EGT-udveksling styrker den strukturelle stabilitet i det mikrobielle samfund ved at forhindre patobiontdominans og stimulere produktionen af gavnlige metabolitter (SCFA).

Forfatterne bemærker, at ergothionein-metabolismen viste sig at være hyppigere hos patienter med kolorektal cancer, hvilket kan indikere en sammenhæng mellem mikrobiel ergothionein-metabolisme og tumorpatogenese. Dette åbner muligheder for brugen af enzymhæmmere eller kostændringer (f.eks. øget forbrug af ergothionein-rige fødevarer, såsom svampe og bælgfrugter) til at modulere mikrobiota til terapeutiske formål.

Sundhedsmæssige konsekvenser

• Ernæringsøkologi: Ud over kostfibre fungerer antioxidanter i kosten som værdifuldt brændstof for "gode" mikrober og øger deres bidrag til produktion af kortkædede fedtsyrer og immunmodulering.
• Nye præbiotika: Ergothionein og dets derivater kan blive målrettede præbiotika, der er i stand til at "oplade" gavnlige anaerober og modvirke dysbiose.
• Terapeutiske implikationer: Ved at manipulere tilgængeligheden af EGT i kosten kan det være muligt at forbedre metabolisk sundhed, reducere inflammation og styrke tarmbarrierefunktionen.

"Vi har for første gang vist en reel mekanisme for krydsfodring af antioxidanter, der hjælper med at producere energi i anaerobe områder af tarmen," siger hovedforfatter Ze Zhou.

Forfatterne fremhæver tre hovedpunkter:

1. Ergothionein som en metabolisk "bro"
   "Vi har for første gang vist, at ergothionein ikke kun fungerer som en antioxidant, men også bliver en energikilde for anaerobe bakterier, hvilket styrker deres populationer i tyktarmen."

2. Forbindelse med forebyggelse af kolorektal cancer
   "Et styrket mikrobielt samfund producerer flere kortkædede fedtsyrer, såsom butyrat, som er kendt for at beskytte tyktarmsepitelet og undertrykke tumorvækst," tilføjer medforfatter professor Maria Gonzalez.

3. Udsigter for præbiotisk behandling
   "Yderligere forskning vil muliggøre udvikling af målrettede ergothionein-baserede præbiotika, der kan supplere de nuværende strategier til screening og forebyggelse af kolorektal cancer," konkluderer Dr. Ze Zhou.

Dette arbejde baner vejen for en ny generation af præbiotika baseret på naturlige antioxidanter, der kan "kickstarte" mikrobiomets interne bioenergetik og forbedre værtens helbred.