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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, 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 "La alimentación cruzada metabólica de un antioxidante dietético mejora el metabolismo de la energía anaeróbica por las bacterias intestinales humanas" en Cell Host & Microbe. una sub-Revista de Cell.
El estudio reveló que la alimentación cruzada metabólica del antioxidante dietético ergotioneina mejora el metabolismo de la energía anaeróbica en las bacterias intestinales humanas.
En este innovador estudio, el equipo de investigación demostró que las 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 convierte la ergothioneina (un antioxidante derivado de hongos) en el ácido tiourocánico aceptor de electrones (TUA). La bacteria que degrada el xilano Bacteroides xylanisolvens luego reduce TUA, mejorando significativamente su síntesis de ATP y promoviendo el crecimiento bacteriano. Además, TUA es producido y consumido selectivamente por comunidades microbianas fecales humanas específicas.
De acuerdo con las asociaciones recientemente descubiertas entre la homeostasis intestinal de la ergotioneina y el cáncer colorrectal, se encontró que los genes de la ergotioneinasa se enriquecían significativamente en metagenomas fecales de pacientes con cáncer colorrectal.
Estos hallazgos colectivos revelan cómo la alimentación cruzada de nutrientes antioxidantes simbióticos mejora el metabolismo de la energía microbiana, lo que podría explicar las diferencias interindividuales en el riesgo de enfermedad. Específicamente:
La ergotioneinasa de C. symbiosum transforma la ergotioneina dietética en TUA;
B. xylanisolvens utiliza TUA como aceptor de electrones, aumentando la producción de ATP 2,3 veces en comparación con los controles;
La dinámica TUA muestra patrones selectivos de producción/consumo en microbiomas humanos.
En particular, el eje metabólico ergotioneina-TUA fue particularmente activo en pacientes con CCR, y la abundancia del gen ergotioneinasa se correlacionó con la progresión de la enfermedad (p <0,01). Este mecanismo de alimentación cruzada basado en redox puede representar un vínculo novedoso entre los antioxidantes dietéticos, la ecología microbiana intestinal y la susceptibilidad al cáncer.
Clostridium symbiosum metaboliza la ergotioneina (EGT) en ácido tiourocánico (TUA);
Bacteroides xylanisolvens puede utilizar TUA para mejorar su crecimiento anaeróbico y síntesis de ATP;
Las comunidades microbianas fecales humanas pueden convertir EGT en TUA reducida a través de la alimentación cruzada metabólica;
Los genes responsables de la producción de TUA se enriquecen en metagenomas fecales de pacientes con cáncer colorrectal.
En conjunto, estos resultados demuestran que la alimentación cruzada simbiótica de nutrientes antioxidantes mejora el metabolismo de la energía microbiana, un mecanismo que puede explicar la variabilidad interindividual en la susceptibilidad al riesgo de enfermedades.
Enlace de papel: https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00280-X
