A degradação de carboidratos complexos e outras macromoléculas por bactérias intestinais humanas gera metabólitos que os micróbios vizinhos utilizam para a respiração anaeróbica. No entanto, ainda não está claro se a alimentação cruzada de outros compostos dietéticos no intestino pode impulsionar reações redox de produção de energia.
Em 4 de agosto de 2025, pesquisadores da Universidade de Yale publicaram um estudo intitulado "A alimentação cruzada metabólica de um antioxidante dietético aumenta o metabolismo energético anaeróbico por bactérias intestinais humanas" em Cell Host & Microbe, um sub-jornal da Cell.
O estudo revelou que a alimentação cruzada metabólica do antioxidante dietético ergotioneína aumenta o metabolismo energético anaeróbico nas 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 converte a ergotioneína (um antioxidante derivado de cogumelo) no aceitador de elétrons ácido tiourocânico (TUA). A bactéria que degradou o xilano Bacteroides xylanisolvens reduz então 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.
Consistente com associações recém-descobertas entre a homeostase da ergotioneína intestinal e o câncer colorretal, os genes da ergotioneinase foram significativamente enriquecidos em metagenomas fecais de pacientes com câncer colorretal.
Essas descobertas coletivas revelam como a alimentação cruzada de nutrientes antioxidantes simbióticos aumenta o metabolismo da energia microbiana, 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 um aceitador de elétrons, aumentando a produção de ATP em 2,3 vezes em comparação com os controles;
A dinâmica do TUA mostra padrões de produção/consumo seletivos em microbiomas humanos.
Notavelmente, o eixo metabólico ergotioneína-TUA foi particularmente ativo em pacientes com CRC, com abundância do gene ergotioneinase correlacionada com a progressão da doença (p <0,01). Este 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);
TUA pode ser utilizado por Bacteroides xylanisolvens para aumentar seu crescimento anaeróbico e síntese de ATP;
As comunidades microbianas fecais humanas podem converter EGT em TUA reduzido por meio de alimentação cruzada metabólica;
Os genes responsáveis pela produção de TUA são enriquecidos em metagenomas fecais de pacientes com câncer colorretal.
Coletivamente, esses resultados demonstram que a alimentação cruzada simbiótica de nutrientes antioxidantes aumenta o metabolismo da energia microbiana-um mecanismo que pode explicar a variabilidade interindividual na suscetibilidade ao risco de doenças.
Link de papel: https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00280-X
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