Ergothionein forsterker gunstige bakterier og hemmer kreftutvikling i tarmene

Et internasjonalt team ledet av Hatzios Lab (Broad Institute og Harvard–MGH) har vist at tarmfloraen i mennesker bytter ut den vanlige antioksidanten ergothionein (EGT) i kosten for å gi energi under anaerobe (oksygenfrie) forhold. Studien er publisert i tidsskriftet Cell Host and Microbe.

Hvordan forløp studiet?

• In vitro-modeller: isolerte kulturer av viktige representanter for to store rekker – Clostridium symbiosum og Bacteroides fragilis – inneholdt kun ergothionein i mediet som den «eneste» antioksidanten.
• Kryssfôring: Da stammene ble dyrket sammen, fant man at den ene stammen omdannet EGT til mer tilgjengelige metabolitter (f.eks. pyruvat og kortkjedede fettsyrer), som deretter ble tatt opp av den andre, slik at begge kunne produsere ATP i fravær av O₂.
• Kontrolleksperimenter: Verken C. symbiosum eller B. fragilis alene kunne vokse effektivt på EGT-holdig medium, mens de parvis viste en dobling i ATP-produksjon og cellebiomasse.

Viktige funn

1. Ergothioneinets rolle: Denne antioksidanten, som finnes i sopp, bønner og fullkorn, ser ut til å være ikke bare beskyttende, men også et energisubstrat for vanlige tarmbakterieslekter.
2. Forbedret anaerob respirasjon: Kryssfôring økte aktiviteten til fermenterings- og NAD⁺-regenereringsveier, som er kritiske for overlevelse i det oksygenfattige kolonmiljøet.
3. Samfunnsstabilitet: EGT-utveksling styrker den strukturelle stabiliteten til det mikrobielle samfunnet ved å forhindre patobiontdominans og stimulere produksjonen av gunstige metabolitter (SCFA).

Forfatterne bemerker at ergothionein-metabolismen ble funnet å være hyppigere hos pasienter med kolorektal kreft, noe som kan indikere en sammenheng mellom mikrobiell ergothionein-metabolisme og tumorpatogenese. Dette åpner for muligheter for bruk av enzymhemmere eller kostholdsendringer (f.eks. økt forbruk av ergothioneinrik mat, som sopp og belgfrukter) for å modulere mikrobiota for terapeutiske formål.

Helsemessige implikasjoner

• Ernæringsøkologi: I tillegg til kostfiber fungerer antioksidanter i kosten som verdifullt drivstoff for «gode» mikrober, og forsterker deres bidrag til produksjon av kortkjedede fettsyrer og immunmodulering.
• Nye prebiotika: Ergothionein og dets derivater kan bli målrettede prebiotika som er i stand til å «lade» gunstige anaerober og motvirke dysbiose.
• Terapeutiske implikasjoner: Ved å manipulere tilgjengeligheten av EGT i kosten kan det være mulig å forbedre metabolsk helse, redusere betennelse og styrke tarmbarrierefunksjonen.

«Vi har for første gang vist en reell mekanisme for antioksidantkryssfôring som bidrar til å produsere energi i anaerobe områder av tarmen», sier hovedforfatter Ze Zhou.

Forfatterne fremhever tre hovedpunkter:

1. Ergothionein som en metabolsk «bro»
   «Vi har for første gang vist at ergothionein ikke bare fungerer som en antioksidant, men også blir en energikilde for anaerobe bakterier, og styrker bestanden deres i tykktarmen.»

2. Kobling til forebygging av kolorektal kreft
   «Et styrket mikrobielt samfunn produserer flere kortkjedede fettsyrer, som butyrat, som er kjent for å beskytte tykktarmsepitelet og undertrykke tumorvekst», legger medforfatter professor Maria Gonzalez til.

3. Utsikter for prebiotisk behandling
   «Videre forskning vil muliggjøre utvikling av målrettede ergothionein-baserte prebiotika som kan utfylle nåværende strategier for screening og forebygging av kolorektal kreft», konkluderer dr. Ze Zhou.

Dette arbeidet baner vei for en ny generasjon prebiotika basert på naturlige antioksidanter som kan «kickstarte» den interne bioenergetikken i mikrobiomet og forbedre vertens helse.