Ergothionein stimuluje růst prospěšných bakterií a inhibuje karcinogenezi ve střevech.

Mezinárodní tým vedený laboratoří Hatzios (Broad Institute a Harvard-MGH) prokázal, že lidské střevní komenzály si za anaerobních (bezkyslíkových) podmínek vyměňují běžný dietní antioxidant ergothionein (EGT) za palivo pro své energetické zásoby. Studie je publikována v časopise Cell Host and Microbe.

Jak studie probíhala?

• Modely in vitro: izolované kultury klíčových zástupců dvou velkých kmenů – Clostridium symbiosum a Bacteroides fragilis – obsahovaly v médiu jako „jediný“ antioxidant pouze ergothionein.
• Křížové krmení: Když byly kmeny pěstovány společně, bylo zjištěno, že jeden kmen přeměňuje EGT na dostupnější metabolity (např. pyruvát a mastné kyseliny s krátkým řetězcem), které pak přijímá druhý kmen, což oběma umožňuje produkovat ATP bez přítomnosti O₂.
• Kontrolní experimenty: Ani C. symbiosum, ani B. fragilis samostatně nedokázaly efektivně růst na médiu obsahujícím EGT, zatímco při párování vykazovaly dvojnásobný nárůst produkce ATP a buněčné biomasy.

Klíčová zjištění

1. Úloha ergothioneinu: Tento antioxidant, který se nachází v houbách, fazolích a celozrnných obilovinách, se zdá být nejen ochranným, ale také energetickým substrátem pro běžné rody střevních bakterií.
2. Zvýšené anaerobní dýchání: Křížové krmení zvýšilo aktivitu fermentačních a regeneračních drah NAD⁺, které jsou klíčové pro přežití v prostředí tlustého střeva s nedostatkem kyslíku.
3. Stabilita společenstva: Výměna EGT posiluje strukturální stabilitu mikrobiálního společenstva tím, že brání dominanci patobiontů a stimuluje produkci prospěšných metabolitů (SCFA).

Autoři poznamenávají, že metabolická dráha ergothioneinu byla zjištěna častěji u pacientů s kolorektálním karcinomem, což může naznačovat souvislost mezi mikrobiálním metabolismem ergothioneinu a patogenezí nádoru. To otevírá možnosti pro použití inhibitorů enzymů nebo úprav stravy (např. zvýšená konzumace potravin bohatých na ergothionein, jako jsou houby a luštěniny) k modulaci mikrobioty pro terapeutické účely.

Zdravotní důsledky

• Nutriční ekologie: Kromě vlákniny v potravě působí antioxidanty jako cenné palivo pro „dobré“ mikroby, čímž zvyšují jejich přínos k produkci mastných kyselin s krátkým řetězcem a modulaci imunity.
• Nová prebiotika: Ergothionein a jeho deriváty se mohou stát cílenými prebiotiky schopnými „nabíjet“ prospěšné anaerobní organismy a působit proti dysbióze.
• Terapeutické důsledky: Manipulací dostupnosti EGT ve stravě může být možné zlepšit metabolické zdraví, snížit zánět a posílit funkci střevní bariéry.

„Poprvé jsme prokázali skutečný mechanismus antioxidačního křížového krmení, který pomáhá produkovat energii v anaerobních oblastech střeva,“ říká hlavní autor studie Ze Zhou.

Autoři zdůrazňují tři klíčové body:

1. Ergothionein jako metabolický „můstek“
   „Poprvé jsme prokázali, že ergothionein působí nejen jako antioxidant, ale také se stává zdrojem energie pro anaerobní bakterie a posiluje jejich populace v tlustém střevě.“

2. Souvislost s prevencí kolorektálního karcinomu
   „Posílená mikrobiální komunita produkuje více mastných kyselin s krátkým řetězcem, jako je butyrát, o kterém je známo, že chrání epitel tlustého střeva a potlačuje růst nádorů,“ dodává spoluautorka prof. Maria Gonzalez.

3. Perspektivy prebiotické terapie
   „Další výzkum umožní vývoj cílených prebiotik na bázi ergothioneinu, která by mohla doplnit současné strategie pro screening a prevenci kolorektálního karcinomu,“ uzavírá Dr. Ze Zhou.

Tato práce otevírá cestu pro novou generaci prebiotik založených na přírodních antioxidantech, které dokáží „nastartovat“ vnitřní bioenergetiku mikrobiomu a zlepšit zdraví hostitele.