La degradazione di carboidrati complessi e altre macromolecole da parte dei batteri intestinali umani genera metaboliti che i microbi vicini utilizzano per la respirazione anaerobica. Tuttavia, non è ancora chiaro se il cross-feeding di altri composti alimentari nell'intestino possa innescare reazioni redox che producono energia.
Il 4 agosto 2025, i ricercatori dell'Università di Yale hanno pubblicato uno studio intitolato "Metabolic cross-feeding of a dietary antioxidant enhances anaerobic energy metabolism by human gut bacteria" su Cell Host & Microbe, una sotto-rivista di Cell.
Lo studio ha rivelato che il cross-feeding metabolico dell'antiossidante alimentare ergotioneina potenzia il metabolismo energetico anaerobico nei batteri intestinali umani.
In questo studio pionieristico, il team di ricerca ha dimostrato che batteri intestinali di diversi phyla si scambiano un comune antiossidante alimentare in condizioni anaerobiche per generare energia. Il batterio simbionte Clostridium symbiosum codifica un enzima ergotioneinasi che converteergotioneina(un antiossidante derivato dai funghi) nell'accettore di elettroni acido tiourocanico (TUA). Il batterio degradante lo xilano Bacteroides xylanisolvens riduce quindi il TUA, aumentando significativamente la sintesi di ATP e promuovendo la crescita batterica. Inoltre, il TUA è prodotto e consumato selettivamente da specifiche comunità microbiche fecali umane.
In linea con le associazioni recentemente scoperte tra l'omeostasi intestinale dell'ergotioneina e il cancro colorettale, i geni dell'ergotioneinasi sono risultati significativamente arricchiti nei metagenomi fecali di pazienti con cancro colorettale.
Questi risultati collettivi rivelano come il cross-feeding di nutrienti antiossidanti simbiotici potenzi il metabolismo energetico microbico, spiegando potenzialmente le differenze interindividuali nel rischio di malattia. Nello specifico:
L'ergotioneinasi di C. symbiosum trasforma l'ergotioneina alimentare in TUA;
B. xylanisolvens utilizza il TUA come accettore di elettroni, aumentando la produzione di ATP di 2,3 volte rispetto ai controlli;
Le dinamiche del TUA mostrano pattern di produzione/consumo selettivi nei microbiomi umani.
È degno di nota che l'asse metabolico ergotioneina-TUA sia particolarmente attivo nei pazienti con CRC, con l'abbondanza del gene dell'ergotioneinasi correlata alla progressione della malattia (p<0,01). Questo meccanismo di cross-feeding basato su reazioni redox potrebbe rappresentare un nuovo collegamento tra antiossidanti alimentari, ecologia microbica intestinale e suscettibilità al cancro.
Clostridium symbiosum metabolizza l'ergotioneina (EGT) in acido tiourocanico (TUA);
Il TUA può essere utilizzato da Bacteroides xylanisolvens per migliorare la crescita anaerobica e la sintesi di ATP;
Le comunità microbiche fecali umane possono convertire l'EGT in TUA ridotto attraverso il cross-feeding metabolico;
I geni responsabili della produzione di TUA sono arricchiti nei metagenomi fecali di pazienti con cancro colorettale.
Nel complesso, questi risultati dimostrano che il cross-feeding simbiontico di nutrienti antiossidanti potenzia il metabolismo energetico microbico, un meccanismo che potrebbe spiegare la variabilità interindividuale nella suscettibilità al rischio di malattia.
Link all'articolo: https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00280-X
EN
es 
jp 
ko 
fr 
de 
it 
ru 
pt 
th 
ar 
ms 
