Ergothioneine meningkatkan bakteri baik dan menghambat karsinogenesis di usus

Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh Hatzios Lab (Broad Institute dan Harvard–MGH) telah menunjukkan bahwa bakteri komensal usus manusia menukar antioksidan ergothioneine (EGT) yang umum dalam makanan untuk memenuhi kebutuhan energi mereka dalam kondisi anaerobik (bebas oksigen). Studi ini dipublikasikan dalam jurnal Cell Host and Microbe.

Bagaimana penelitiannya berlangsung?

• Model in vitro: kultur terisolasi dari perwakilan utama dua filum besar – Clostridium symbiosum dan Bacteroides fragilis – hanya mengandung ergothioneine dalam medium sebagai antioksidan “satu-satunya”.
• Pemberian pakan silang: Ketika strain-strain tersebut tumbuh bersama, satu strain diketahui mampu mengubah EGT menjadi metabolit yang lebih mudah diakses (misalnya piruvat dan asam lemak rantai pendek), yang kemudian diserap oleh strain lainnya, sehingga keduanya dapat menghasilkan ATP tanpa adanya O₂.
• Percobaan kontrol: Baik C. symbiosum maupun B. fragilis sendiri tidak dapat tumbuh secara efektif pada media yang mengandung EGT, sedangkan bila dipasangkan, keduanya menunjukkan peningkatan dua kali lipat dalam produksi ATP dan biomassa sel.

Temuan Utama

1. Peran ergothioneine: Antioksidan ini, ditemukan dalam jamur, kacang-kacangan dan biji-bijian utuh, tampaknya tidak hanya bersifat protektif tetapi juga merupakan substrat energi untuk genus bakteri usus umum.
2. Peningkatan respirasi anaerobik: Pemberian pakan silang meningkatkan aktivitas fermentasi dan jalur regenerasi NAD⁺, yang penting untuk bertahan hidup di lingkungan kolon yang kekurangan oksigen.
3. Stabilitas komunitas: Pertukaran EGT memperkuat stabilitas struktural komunitas mikroba dengan mencegah dominasi patobion dan merangsang produksi metabolit bermanfaat (SCFA).

Para penulis mencatat bahwa jalur metabolisme ergothioneine ditemukan lebih sering terjadi pada pasien kanker kolorektal, yang mungkin mengindikasikan adanya hubungan antara metabolisme ergothioneine mikroba dan patogenesis tumor. Hal ini membuka prospek penggunaan inhibitor enzim atau modifikasi pola makan (misalnya, peningkatan konsumsi makanan kaya ergothioneine, seperti jamur dan kacang-kacangan) untuk memodulasi mikrobiota demi tujuan terapeutik.

Implikasi kesehatan

• Ekologi nutrisi: Selain serat makanan, antioksidan makanan bertindak sebagai bahan bakar berharga bagi mikroba “baik”, meningkatkan kontribusinya terhadap produksi asam lemak rantai pendek dan modulasi imun.
• Prebiotik baru: Ergothioneine dan turunannya dapat menjadi prebiotik tertarget yang mampu “mengisi” anaerob yang bermanfaat dan menangkal disbiosis.
• Implikasi terapeutik: Dengan memanipulasi ketersediaan EGT dalam makanan, mungkin saja dapat meningkatkan kesehatan metabolisme, mengurangi peradangan, dan memperkuat fungsi penghalang usus.

"Untuk pertama kalinya, kami telah menunjukkan mekanisme nyata pemberian antioksidan silang yang membantu menghasilkan energi di wilayah anaerobik usus," kata penulis utama Ze Zhou.

Para penulis menyoroti tiga poin utama:

1. Ergothioneine sebagai “jembatan” metabolisme
   “Untuk pertama kalinya, kami telah menunjukkan bahwa ergothioneine tidak hanya bertindak sebagai antioksidan, tetapi juga menjadi sumber energi bagi bakteri anaerob, yang memperkuat populasi mereka di usus besar.”

2. Kaitannya dengan pencegahan kanker kolorektal
   “Komunitas mikroba yang diperkuat menghasilkan lebih banyak asam lemak rantai pendek, seperti butirat, yang diketahui dapat melindungi epitel usus besar dan menekan pertumbuhan tumor,” tambah rekan penulis Prof. Maria Gonzalez.

3. Prospek terapi prebiotik
   “Penelitian lebih lanjut akan memungkinkan pengembangan prebiotik berbasis ergothioneine yang ditargetkan yang dapat melengkapi strategi saat ini untuk skrining dan pencegahan kanker kolorektal,” simpul Dr. Ze Zhou.

Penelitian ini membuka jalan bagi generasi baru prebiotik berbasis antioksidan alami yang dapat “mengaktifkan” bioenergetika internal mikrobioma dan meningkatkan kesehatan inangnya.