Эрготионеин заряжает полезные бактерии и подавляет канцерогенез в кишечнике

Международная команда под руководством Лаборатории Хациоса (Broad Institute и Гарвард–MGH) показала, что человеческие кишечные комменсалы обмениваются общим диетическим антиоксидантом эрготионеином (EGT), чтобы подпитывать свою энергетику в анаэробных (безкислородных) условиях. Исследование опубликовано в журнале Cell Host and Microbe.

Как проходило исследование?

• Модели в пробирке: выделенные культуры ключевых представителей двух крупных фил – Clostridium symbiosum и Bacteroides fragilis – содержали в среде только эрготионеин в качестве «единственного» антиоксиданта.
• Кросс-кормёжка: при совместном росте штаммов выяснилось, что один из них преобразует EGT в более доступные метаболиты (например, пируват и короткоцепочечные жирные кислоты), которые затем усваивает партнёр, позволяя обоим вырабатывать АТФ в отсутствие O₂.
• Контрольные эксперименты: поодиночке ни C. symbiosum, ни B. fragilis не могли эффективно расти на среде с EGT, тогда как в паре демонстрировали двукратное повышение продукции АТФ и клеточной биомассы.

Ключевые находки

1. Роль эрготионеина: этот антиоксидант, поступающий с грибами, бобами и цельнозерновыми, оказывается не только защитным, но и энергетическим субстратом для распространённых кишечно-бактериальных родов.
2. Усиление анаэробного дыхания: кросс-кормёжка повысила активность ферментации и метаболических путей восстановления NAD⁺, что критично для выживания в кислород-дефицитной среде толстой кишки.
3. Стабильность сообщества: обмен EGT укрепляет структурную устойчивость микробного сообщества, препятствуя доминированию патобионтов и стимулируя производство полезных метаболитов (SCFA).

Авторы отмечают, что путь метаболизма эрготионеина обнаружен в более высокой частоте у пациентов с колоректальным раком, что может указывать на связь между микробным обменом эрготионеином и патогенезом опухолевого процесса. Это открывает перспективы использования ферментных ингибиторов или диетических модификаций (например, увеличение потребления продуктов, богатых эрготионеином — грибов, бобовых) для модуляции микробиоты в терапевтических целях.

Значение для здоровья

• Питательная экология: помимо пищевых волокон, диетические антиоксиданты выступают ценным топливом для «хороших» микробов, усиливая их вклад в выработку короткоцепочечных жирных кислот и модуляцию иммунитета.
• Новые пребиотики: эрготионеин и его производные могут стать целевыми пребиотиками, способными «заряжать» полезные анаэробы и противостоять дисбиозу.
• Терапевтические перспективы: манипулируя доступностью EGT в рационе, возможно улучшить метаболическое здоровье, снизить воспаление и укрепить барьерную функцию кишечника.

«Мы впервые показали реальный механизм kросс-кормёжки антиоксидантом, который помогает вырабатывать энергию в анаэробных участках кишечника», — говорит ведущий автор Зе Чжоу.

Авторы выделяют три ключевых момента:

1. Эрготионеин как метаболический «мост»
   «Мы впервые показали, что эрготионеин выполняет не только роль антиоксиданта, но и становится источником энергии для анаэробных бактерий, укрепляя их популяции в толстой кишке» .

2. Связь с профилактикой колоректального рака
   «Укреплённое микробное сообщество вырабатывает больше короткоцепочечных жирных кислот, таких как бутират, известный своей защитой эпителия толстой кишки и подавлением опухолевого роста», — добавляет соавтор проф. Мария Гонзалес .

3. Перспективы пребиотической терапии
   «Дальнейшие исследования позволят разработать целевые пребиотики на основе эрготионеина, которые могли бы дополнять современные стратегии скрининга и профилактики колоректального рака», — резюмирует д-р Зе Чжоу .

Эта работа прокладывает путь к новому поколению пребиотиков на основе натуральных антиоксидантов, способных «запустить» внутреннюю биоэнергетику микробиома и улучшить здоровье хозяина.