L'ergothionéine stimule les bactéries bénéfiques et inhibe la cancérogénèse dans les intestins

Une équipe internationale dirigée par le laboratoire Hatzios (Broad Institute et Harvard–MGH) a montré que les commensaux intestinaux humains échangent l'ergothionéine (EGT), un antioxydant alimentaire courant, pour alimenter leur approvisionnement énergétique en conditions anaérobies (sans oxygène). L'étude est publiée dans la revue Cell Host and Microbe.

Comment s'est déroulée l'étude?

• Modèles in vitro: des cultures isolées de représentants clés de deux grands phylums – Clostridium symbiosum et Bacteroides fragilis – contenaient uniquement de l’ergothionéine dans le milieu comme « seul » antioxydant.
• Alimentation croisée: lorsque les souches ont été cultivées ensemble, on a découvert qu'une souche convertissait l'EGT en métabolites plus accessibles (par exemple, le pyruvate et les acides gras à chaîne courte), qui étaient ensuite absorbés par l'autre, permettant aux deux de produire de l'ATP en l'absence d'O₂.
• Expériences de contrôle: Ni C. symbiosum ni B. fragilis seuls n'ont pu se développer efficacement sur un milieu contenant de l'EGT, alors que lorsqu'ils étaient appariés, ils ont montré une augmentation de deux fois de la production d'ATP et de la biomasse cellulaire.

Principales conclusions

1. Le rôle de l'ergothionéine: Cet antioxydant, présent dans les champignons, les haricots et les céréales complètes, semble être non seulement protecteur mais aussi un substrat énergétique pour les genres bactériens intestinaux courants.
2. Respiration anaérobie améliorée: l'alimentation croisée a augmenté l'activité des voies de fermentation et de régénération du NAD⁺, qui sont essentielles à la survie dans l'environnement colique pauvre en oxygène.
3. Stabilité de la communauté: l'échange EGT renforce la stabilité structurelle de la communauté microbienne en empêchant la dominance des pathobiontes et en stimulant la production de métabolites bénéfiques (SCFA).

Les auteurs constatent que la voie métabolique de l'ergothionéine est plus fréquente chez les patients atteints de cancer colorectal, ce qui pourrait indiquer un lien entre le métabolisme microbien de l'ergothionéine et la pathogenèse tumorale. Cela ouvre des perspectives pour le recours à des inhibiteurs enzymatiques ou à des modifications alimentaires (par exemple, une consommation accrue d'aliments riches en ergothionéine, comme les champignons et les légumineuses) afin de moduler le microbiote à des fins thérapeutiques.

Conséquences sur la santé

• Écologie nutritionnelle: En plus des fibres alimentaires, les antioxydants alimentaires agissent comme un carburant précieux pour les « bons » microbes, améliorant leur contribution à la production d’acides gras à chaîne courte et à la modulation immunitaire.
• Nouveaux prébiotiques: l’ergothionéine et ses dérivés pourraient devenir des prébiotiques ciblés capables de « charger » les anaérobies bénéfiques et de contrer la dysbiose.
• Implications thérapeutiques: En manipulant la disponibilité de l’EGT alimentaire, il pourrait être possible d’améliorer la santé métabolique, de réduire l’inflammation et de renforcer la fonction de barrière intestinale.

« Nous avons montré pour la première fois un véritable mécanisme d'alimentation croisée antioxydante qui aide à produire de l'énergie dans les régions anaérobies de l'intestin », explique l'auteur principal Ze Zhou.

Les auteurs soulignent trois points clés:

1. L'ergothionéine comme « pont » métabolique
   « Nous avons montré pour la première fois que l'ergothionéine agit non seulement comme un antioxydant, mais devient également une source d'énergie pour les bactéries anaérobies, renforçant leurs populations dans le côlon.

2. Lien avec la prévention du cancer colorectal
   « Une communauté microbienne renforcée produit davantage d’acides gras à chaîne courte, comme le butyrate, qui est connu pour protéger l’épithélium du côlon et supprimer la croissance tumorale », ajoute la co-auteure, la professeure Maria Gonzalez.

3. Perspectives de la thérapie prébiotique
   « Des recherches plus poussées permettront le développement de prébiotiques ciblés à base d’ergothionéine qui pourraient compléter les stratégies actuelles de dépistage et de prévention du cancer colorectal », conclut le Dr Ze Zhou.

Ces travaux ouvrent la voie à une nouvelle génération de prébiotiques à base d’antioxydants naturels qui peuvent « relancer » la bioénergétique interne du microbiome et améliorer la santé de l’hôte.