La degradación de carbohidratos complejos y otras macromoléculas por las bacterias intestinales humanas genera metabolitos que los microbios vecinos utilizan para la respiración anaeróbica. Sin embargo, aún no está claro si la alimentación cruzada de otros compuestos dietéticos en el intestino puede impulsar reacciones redox que generen energía.
El 4 de agosto de 2025, investigadores de la Universidad de Yale publicaron un estudio titulado «El intercambio metabólico de un antioxidante dietético mejora el metabolismo energético anaeróbico de las bacterias intestinales humanas» en Cell Host & Microbe, una revista derivada de Cell.
El estudio reveló que el intercambio metabólico del antioxidante dietético ergotioneína mejora el metabolismo energético anaeróbico en las bacterias intestinales humanas.
En este estudio innovador, el equipo de investigación demostró que bacterias intestinales de diferentes filos intercambian un antioxidante dietético común en condiciones anaeróbicas para generar energía. La bacteria simbiótica Clostridium symbiosum codifica una enzima ergotioneinasa que convierteergotioneína(un antioxidante derivado de hongos) en el aceptor de electrones ácido tiourocánico (TUA). La bacteria degradadora de xilano Bacteroides xylanisolvens luego reduce el TUA, mejorando significativamente su síntesis de ATP y promoviendo el crecimiento bacteriano. Además, el TUA es producido y consumido selectivamente por comunidades microbianas fecales humanas específicas.
En consonancia con las asociaciones recién descubiertas entre la homeostasis intestinal de la ergotioneína y el cáncer colorrectal, se encontró que los genes de la ergotioneinasa estaban significativamente enriquecidos en los metagenomas fecales de pacientes con cáncer colorrectal.
Estos hallazgos colectivos revelan cómo el intercambio de nutrientes antioxidantes simbióticos mejora el metabolismo energético microbiano, lo que podría explicar las diferencias interindividuales en el riesgo de enfermedad. Específicamente:
La ergotioneinasa de C. symbiosum transforma la ergotioneína de la dieta en TUA;
B. xylanisolvens utiliza el TUA como aceptor de electrones, aumentando la producción de ATP 2,3 veces en comparación con los controles;
La dinámica del TUA muestra patrones selectivos de producción/consumo en diferentes microbiomas humanos.
En particular, el eje metabólico ergotioneína-TUA fue especialmente activo en pacientes con CCR, con una abundancia del gen de la ergotioneinasa que se correlaciona con la progresión de la enfermedad (p<0,01). Este mecanismo de intercambio basado en reacciones redox podría representar un nuevo vínculo entre los antioxidantes de la dieta, la ecología microbiana intestinal y la susceptibilidad al cáncer.
Clostridium symbiosum metaboliza la ergotioneína (EGT) en ácido tiourocánico (TUA);
El TUA puede ser utilizado por Bacteroides xylanisolvens para mejorar su crecimiento anaeróbico y la síntesis de ATP;
Las comunidades microbianas fecales humanas pueden convertir EGT en TUA reducido mediante el intercambio metabólico;
Los genes responsables de la producción de TUA están enriquecidos en los metagenomas fecales de pacientes con cáncer colorrectal.
En conjunto, estos resultados demuestran que el intercambio simbiótico de nutrientes antioxidantes mejora el metabolismo energético microbiano, un mecanismo que podría explicar la variabilidad interindividual en la susceptibilidad al riesgo de enfermedad.
Enlace al artículo: https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00280-X
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