L'ergotioneina potenzia i batteri benefici e inibisce la carcinogenesi nell'intestino

Un team internazionale guidato dall'Hatzios Lab (Broad Institute e Harvard–MGH) ha dimostrato che i batteri commensali intestinali umani scambiano l'ergotioneina (EGT), un antiossidante alimentare comune, per alimentare il loro fabbisogno energetico in condizioni anaerobiche (prive di ossigeno). Lo studio è pubblicato sulla rivista Cell Host and Microbe.

Come si è svolto lo studio?

• Modelli in vitro: colture isolate di rappresentanti chiave di due grandi phyla – Clostridium symbiosum e Bacteroides fragilis – contenevano solo ergotioneina nel mezzo come “unico” antiossidante.
• Alimentazione incrociata: quando i ceppi venivano coltivati insieme, si è scoperto che uno dei due convertiva l'EGT in metaboliti più accessibili (ad esempio piruvato e acidi grassi a catena corta), che venivano poi assorbiti dall'altro, consentendo a entrambi di produrre ATP in assenza di O₂.
• Esperimenti di controllo: né C. symbiosum né B. fragilis da soli sono riusciti a crescere efficacemente su un terreno contenente EGT, mentre quando sono stati accoppiati hanno mostrato un aumento doppio della produzione di ATP e della biomassa cellulare.

Risultati chiave

1. Il ruolo dell'ergotioneina: questo antiossidante, presente nei funghi, nei fagioli e nei cereali integrali, sembra non solo avere un'azione protettiva, ma anche essere un substrato energetico per i comuni generi di batteri intestinali.
2. Respirazione anaerobica migliorata: l'alimentazione incrociata ha aumentato l'attività dei percorsi di fermentazione e rigenerazione del NAD⁺, che sono fondamentali per la sopravvivenza nell'ambiente del colon carente di ossigeno.
3. Stabilità della comunità: lo scambio di EGT rafforza la stabilità strutturale della comunità microbica impedendo la dominanza dei patobionti e stimolando la produzione di metaboliti benefici (SCFA).

Gli autori osservano che la via metabolica dell'ergotioneina è risultata più frequente nei pazienti con tumore del colon-retto, il che potrebbe indicare un legame tra il metabolismo microbico dell'ergotioneina e la patogenesi tumorale. Ciò apre prospettive per l'uso di inibitori enzimatici o modifiche dietetiche (ad esempio, un maggiore consumo di alimenti ricchi di ergotioneina, come funghi e legumi) per modulare il microbiota a fini terapeutici.

Implicazioni per la salute

• Ecologia nutrizionale: oltre alle fibre alimentari, gli antiossidanti alimentari agiscono come prezioso carburante per i microbi "buoni", migliorando il loro contributo alla produzione di acidi grassi a catena corta e alla modulazione immunitaria.
• Nuovi prebiotici: l’ergotioneina e i suoi derivati potrebbero diventare prebiotici mirati in grado di “caricare” gli anaerobi benefici e contrastare la disbiosi.
• Implicazioni terapeutiche: manipolando la disponibilità di EGT nella dieta, potrebbe essere possibile migliorare la salute metabolica, ridurre l'infiammazione e rafforzare la funzione della barriera intestinale.

"Abbiamo dimostrato per la prima volta un vero meccanismo di alimentazione incrociata di antiossidanti che aiuta a produrre energia nelle regioni anaerobiche dell'intestino", afferma l'autore principale Ze Zhou.

Gli autori evidenziano tre punti chiave:

1. L’ergotioneina come “ponte” metabolico
   “Abbiamo dimostrato per la prima volta che l’ergotioneina non solo agisce come antiossidante, ma diventa anche una fonte di energia per i batteri anaerobici, rafforzando le loro popolazioni nel colon.”

2. Collegamento alla prevenzione del cancro del colon-retto
   "Una comunità microbica rafforzata produce più acidi grassi a catena corta, come il butirrato, che è noto per proteggere l'epitelio del colon e sopprimere la crescita del tumore", aggiunge la coautrice Prof.ssa Maria Gonzalez.

3. Prospettive per la terapia prebiotica
   “Ulteriori ricerche consentiranno lo sviluppo di prebiotici mirati a base di ergotioneina che potrebbero integrare le attuali strategie di screening e prevenzione del cancro del colon-retto”, conclude il dott. Ze Zhou.

Questo lavoro apre la strada a una nuova generazione di prebiotici basati su antiossidanti naturali in grado di "riattivare" la bioenergetica interna del microbioma e migliorare la salute dell'ospite.