Ergothioneine, bağırsaklardaki yararlı bakterileri güçlendirir ve kanserojenezi engeller

Hatzios Laboratuvarı (Broad Enstitüsü ve Harvard-MGH) liderliğindeki uluslararası bir ekip, insan bağırsak komensallerinin anaerobik (oksijensiz) koşullar altında enerji ihtiyaçlarını karşılamak için yaygın bir besin antioksidanı olan ergotiyonini (EGT) kullandığını göstermiştir. Çalışma, Cell Host and Microbe dergisinde yayınlanmıştır.

Çalışma nasıl ilerledi?

• In vitro modeller: Clostridium symbiosum ve Bacteroides fragilis olmak üzere iki büyük filumun önemli temsilcilerinin izole kültürlerinde, ortamda “tek” antioksidan olarak yalnızca ergotiyonin bulunuyordu.
• Çapraz besleme: Suşlar birlikte büyütüldüğünde, bir suşun EGT'yi daha erişilebilir metabolitlere (örneğin pirüvat ve kısa zincirli yağ asitleri) dönüştürdüğü ve bunların daha sonra diğeri tarafından alındığı, böylece her ikisinin de O₂ yokluğunda ATP üretmesine olanak sağladığı bulundu.
• Kontrol deneyleri: Ne C. symbiosum ne de B. fragilis tek başlarına EGT içeren ortamda etkili bir şekilde büyüyemedi, ancak eşleştirildiklerinde ATP üretimi ve hücre biyokütlesinde iki kat artış gösterdiler.

Temel Bulgular

1. Ergotiyoninin rolü: Mantarlarda, fasulyede ve tam tahıllarda bulunan bu antioksidanın, yalnızca koruyucu olmakla kalmayıp aynı zamanda yaygın bağırsak bakteri türleri için bir enerji substratı olduğu da görülmektedir.
2. Arttırılmış anaerobik solunum: Çapraz besleme, oksijen eksikliği olan kolon ortamında hayatta kalmak için kritik öneme sahip olan fermantasyon ve NAD⁺ rejenerasyon yollarının aktivitesini arttırdı.
3. Topluluk stabilitesi: EGT değişimi, patobiont baskınlığını önleyerek ve faydalı metabolitlerin (SCFA) üretimini uyararak mikrobiyal topluluğun yapısal stabilitesini güçlendirir.

Yazarlar, ergotiyonin metabolik yolunun kolorektal kanserli hastalarda daha sık bulunduğunu ve bunun mikrobiyal ergotiyonin metabolizması ile tümör patogenezi arasında bir bağlantı olabileceğini belirtmektedir. Bu durum, tedavi amaçlı mikrobiyotayı düzenlemek için enzim inhibitörlerinin veya diyet değişikliklerinin (örneğin, mantar ve baklagiller gibi ergotiyonin açısından zengin gıdaların tüketiminin artırılması) kullanılması olasılığını artırmaktadır.

Sağlık etkileri

• Beslenme ekolojisi: Diyet lifine ek olarak, diyet antioksidanları "iyi" mikroplar için değerli bir yakıt görevi görerek, kısa zincirli yağ asidi üretimine ve bağışıklık modülasyonuna katkılarını artırır.
• Yeni prebiyotikler: Ergotiyonin ve türevleri, yararlı anaerobları "şarj edebilen" ve disbiyozla mücadele edebilen hedefli prebiyotikler haline gelebilir.
• Terapötik etkileri: Diyetle alınan EGT miktarının düzenlenmesiyle metabolik sağlığın iyileştirilmesi, inflamasyonun azaltılması ve bağırsak bariyer fonksiyonunun güçlendirilmesi mümkün olabilir.

"İlk kez bağırsakların anaerobik bölgelerinde enerji üretimine yardımcı olan gerçek bir antioksidan çapraz besleme mekanizmasını gösterdik" diyor baş yazar Ze Zhou.

Yazarlar üç temel noktayı vurguluyor:

1. Ergotiyonin metabolik bir “köprü” olarak
   “Ergotiyoninin sadece bir antioksidan olarak hareket etmediğini, aynı zamanda anaerobik bakteriler için bir enerji kaynağı haline gelerek kolondaki popülasyonlarını güçlendirdiğini ilk kez gösterdik.”

2. Kolorektal kanser önleme bağlantısı
   “Güçlendirilmiş bir mikrobiyal topluluk, kolon epitelini koruduğu ve tümör büyümesini baskıladığı bilinen bütirat gibi daha fazla kısa zincirli yağ asidi üretir,” diye ekliyor ortak yazar Prof. Maria Gonzalez.

3. Prebiyotik tedavinin olasılıkları
   “Daha fazla araştırma, kolorektal kanseri taramak ve önlemek için mevcut stratejileri tamamlayabilecek hedefli ergotiyonin bazlı prebiyotiklerin geliştirilmesine olanak sağlayacaktır” diye sonuca varıyor Dr. Ze Zhou.

Bu çalışma, mikrobiyomun içsel biyoenerjetiğini "harekete geçirebilen" ve konakçının sağlığını iyileştirebilen doğal antioksidanlara dayalı yeni nesil prebiyotiklerin önünü açıyor.