A degradação de carboidratos complexos e outras macromoléculas pelas bactérias intestinais humanas gera metabólitos que os micróbios vizinhos utilizam para a respiração anaeróbica. No entanto, permanece incerto se a alimentação cruzada de outros compostos dietéticos no intestino pode impulsionar reações redox geradoras de energia.
Em 4 de agosto de 2025, pesquisadores da Universidade de Yale publicaram um estudo intitulado "Metabolic cross-feeding of a dietary antioxidant enhances anaerobic energy metabolism by human gut bacteria" no Cell Host & Microbe, uma sub-revista da Cell.
O estudo revelou que a alimentação cruzada metabólica do antioxidante dietético ergotioneína melhora o metabolismo energético anaeróbico em bactérias intestinais humanas.
Neste estudo inovador, a equipe de pesquisa demonstrou que bactérias intestinais de diferentes filos trocam um antioxidante dietético comum em condições anaeróbicas para gerar energia. A bactéria simbiótica Clostridium symbiosum codifica uma enzima ergotioneinase que converteergotioneína(um antioxidante derivado de cogumelos) no aceptor de elétrons ácido tiourocânico (TUA). A bactéria degradadora de xilana Bacteroides xylanisolvens então reduz o TUA, aumentando significativamente sua síntese de ATP e promovendo o crescimento bacteriano. Além disso, o TUA é produzido e consumido seletivamente por comunidades microbianas fecais humanas específicas.
Em consonância com associações recém-descobertas entre a homeostase da ergotioneína intestinal e o câncer colorretal, genes de ergotioneinase foram encontrados significativamente enriquecidos em metagenomas fecais de pacientes com câncer colorretal.
Esses achados coletivos revelam como a alimentação cruzada de nutrientes antioxidantes simbióticos melhora o metabolismo energético microbiano, potencialmente explicando as diferenças interindividuais no risco de doenças. Especificamente:
A ergotioneinase de C. symbiosum transforma a ergotioneína dietética em TUA;
B. xylanisolvens utiliza TUA como aceptor de elétrons, aumentando a produção de ATP em 2,3 vezes em comparação com os controles;
A dinâmica do TUA mostra padrões seletivos de produção/consumo em diferentes microbiomas humanos.
Notavelmente, o eixo metabólico ergotioneína-TUA estava particularmente ativo em pacientes com CCR, com a abundância do gene da ergotioneinase correlacionando-se com a progressão da doença (p<0,01). Esse mecanismo de alimentação cruzada baseado em redox pode representar uma nova ligação entre antioxidantes dietéticos, ecologia microbiana intestinal e suscetibilidade ao câncer.
Clostridium symbiosum metaboliza ergotioneína (EGT) em ácido tiourocânico (TUA);
O TUA pode ser utilizado por Bacteroides xylanisolvens para melhorar seu crescimento anaeróbico e síntese de ATP;
Comunidades microbianas fecais humanas podem converter EGT em TUA reduzido por meio de alimentação cruzada metabólica;
Genes responsáveis pela produção de TUA estão enriquecidos nos metagenomas fecais de pacientes com câncer colorretal.
Coletivamente, esses resultados demonstram que a alimentação cruzada simbiótica de nutrientes antioxidantes melhora o metabolismo energético microbiano — um mecanismo que pode explicar a variabilidade interindividual na suscetibilidade ao risco de doenças.
Link do artigo: https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00280-X
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