Ergotioneiini tehostaa hyödyllisten bakteerien toimintaa ja estää karsinogeneesiä suolistossa

Hatzios Labin (Broad Institute ja Harvard–MGH) johtama kansainvälinen tutkimusryhmä on osoittanut, että ihmisen suoliston kommensaalibakteerit vaihtavat yleistä ruokavalion antioksidanttia ergothioneiinia (EGT) energiansaannin täydentämiseksi anaerobisissa (hapettomissa) olosuhteissa. Tutkimus on julkaistu Cell Host and Microbe -lehdessä.

Miten tutkimus eteni?

• In vitro -mallit: Kahden suuren pääjakson – Clostridium symbiosumin ja Bacteroides fragilis’n – avainedustajien eristetyissä viljelmissä oli kasvatusalustassa vain ergotioneiinia ”ainoana” antioksidanttina.
• Risteytys: Kun kantoja kasvatettiin yhdessä, toisen kannan havaittiin muuttavan EGT:tä helpommin saatavilla oleviksi metaboliiteiksi (esim. pyruvaatiksi ja lyhytketjuisiksi rasvahapoiksi), jotka toinen sitten otti käyttöön, jolloin molemmat pystyivät tuottamaan ATP:tä ilman O₂:ta.
• Kontrollikokeet: Sen enempää C. symbiosum kuin B. fragiliskään eivät yksinään kyenneet kasvamaan tehokkaasti EGT:tä sisältävällä kasvualustalla, kun taas pareittain ne osoittivat kaksinkertaisen ATP-tuotannon ja solumassan kasvun.

Keskeiset havainnot

1. Ergotioneiinin rooli: Tämä sienistä, pavuista ja täysjyväviljasta löytyvä antioksidantti näyttää olevan paitsi suojaava myös energianlähde yleisille suolistobakteerisukuille.
2. Tehostettu anaerobinen hengitys: Risteisteruokinta lisäsi käymis- ja NAD⁺-regeneraatioreittien aktiivisuutta, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä selviytymiselle hapekkaassa paksusuolen ympäristössä.
3. Yhteisön vakaus: EGT-vaihto vahvistaa mikrobiyhteisön rakenteellista vakautta estämällä patobionttien dominanssia ja stimuloimalla hyödyllisten metaboliittien (SCFA) tuotantoa.

Kirjoittajat huomauttavat, että ergothioneiinin metaboliareitin havaittiin olevan yleisempi kolorektaalisyöpää sairastavilla potilailla, mikä voi viitata yhteyteen mikrobien ergothioneiinin aineenvaihdunnan ja kasvaimen patogeneesin välillä. Tämä avaa mahdollisuuksia entsyymi-inhibiittoreiden tai ruokavalion muutosten (esim. ergothioneiinipitoisten elintarvikkeiden, kuten sienten ja palkokasvien, kulutuksen lisääminen) käytölle mikrobiston moduloimiseksi terapeuttisiin tarkoituksiin.

Terveysvaikutukset

• Ravitsemuksellinen ekologia: Ravintokuidun lisäksi ruokavalion antioksidantit toimivat arvokkaana polttoaineena "hyville" mikrobeille, mikä tehostaa niiden osuutta lyhytketjuisten rasvahappojen tuotannossa ja immuunijärjestelmän säätelyssä.
• Uudet prebiootit: Ergotioneiinista ja sen johdannaisista voi tulla kohdennettuja prebiootteja, jotka kykenevät "lataamaan" hyödyllisiä anaerobeja ja torjumaan dysbioosia.
• Terapeuttiset vaikutukset: Ravinnon EGT:n saatavuutta säätämällä voidaan mahdollisesti parantaa aineenvaihdunnan terveyttä, vähentää tulehdusta ja vahvistaa suoliston suojamuuria.

"Olemme ensimmäistä kertaa osoittaneet todellisen antioksidanttien ristiinruokintamekanismin, joka auttaa tuottamaan energiaa suoliston anaerobisilla alueilla", sanoo tutkimuksen pääkirjoittaja Ze Zhou.

Kirjoittajat korostavat kolmea keskeistä asiaa:

1. Ergotioneiini aineenvaihdunnan ”siltana”
   ”Olemme ensimmäistä kertaa osoittaneet, että ergotioneiini ei ainoastaan toimi antioksidanttina, vaan siitä tulee myös energianlähde anaerobisille bakteereille, vahvistaen niiden populaatioita paksusuolessa.”

2. Yhteys paksusuolen syövän ehkäisyyn
   ”Vahvistunut mikrobiyhteisö tuottaa enemmän lyhytketjuisia rasvahappoja, kuten butyraattia, jonka tiedetään suojaavan paksusuolen epiteeliä ja estävän kasvainten kasvua”, lisää tutkimuksen toinen kirjoittaja, professori Maria Gonzalez.

3. Prebioottihoidon näkymät
   ”Lisätutkimukset mahdollistavat kohdennettujen ergothioneiinipohjaisten prebioottien kehittämisen, jotka voisivat täydentää nykyisiä paksusuolen syövän seulonta- ja ehkäisystrategioita”, toteaa tohtori Ze Zhou.

Tämä työ tasoittaa tietä uuden sukupolven prebiooteille, jotka perustuvat luonnollisiin antioksidantteihin ja voivat "käynnistää" mikrobiomin sisäisen bioenergeettisen toiminnan ja parantaa isännän terveyttä.