يعمل الإرغوثيونين على تعزيز البكتيريا المفيدة ويمنع التسرطن في الأمعاء

أظهر فريق دولي بقيادة مختبر هاتزيوس (معهد برود ومستشفى هارفارد العام - ماساتشوستس) أن البكتيريا المعوية البشرية تتبادل مضادات الأكسدة الغذائية الشائعة، مثل الإرغوثيونين (EGT)، لتزويدها بالطاقة في ظل ظروف لا هوائية (خالية من الأكسجين). نُشرت الدراسة في مجلة Cell Host and Microbe.

كيف سارت الدراسة؟

• النماذج المختبرية: تحتوي الثقافات المعزولة لممثلين رئيسيين لشعبتين كبيرتين - Clostridium symbiosum و Bacteroides fragilis - على الإرغوثيونين فقط في الوسط باعتباره مضاد الأكسدة "الوحيد".
• التغذية المتبادلة: عندما تم زراعة السلالات معًا، وجد أن إحدى السلالات تقوم بتحويل EGT إلى مستقلبات أكثر سهولة في الوصول إليها (على سبيل المثال البيروفات والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة)، والتي تم تناولها بعد ذلك بواسطة السلالة الأخرى، مما يسمح لكليهما بإنتاج ATP في غياب O₂.
• التجارب الضابطة: لم يتمكن كل من C. symbiosum وB. fragilis بمفردهما من النمو بشكل فعال على وسط يحتوي على EGT، بينما عندما تم إقرانهما أظهرا زيادة مضاعفة في إنتاج ATP والكتلة الحيوية للخلية.

النتائج الرئيسية

1. دور الإرغوثيونين: يبدو أن مضادات الأكسدة هذه، الموجودة في الفطر والفاصوليا والحبوب الكاملة، لا توفر الحماية فحسب، بل إنها أيضًا ركيزة للطاقة لأجناس البكتيريا المعوية الشائعة.
2. تعزيز التنفس اللاهوائي: أدى التغذية المتبادلة إلى زيادة نشاط التخمير ومسارات تجديد NAD⁺، والتي تعد ضرورية للبقاء في البيئة القولونية التي تعاني من نقص الأكسجين.
3. استقرار المجتمع: يعزز تبادل EGT الاستقرار البنيوي للمجتمع الميكروبي من خلال منع هيمنة الكائنات الممرضة وتحفيز إنتاج المستقلبات المفيدة (SCFA).

يشير الباحثون إلى أن مسار أيض الإرغوثيونين كان أكثر شيوعًا لدى مرضى سرطان القولون والمستقيم، مما قد يشير إلى وجود صلة بين أيض الإرغوثيونين الميكروبي وتطور الورم. وهذا يفتح آفاقًا لاستخدام مثبطات الإنزيمات أو تعديلات النظام الغذائي (مثل زيادة استهلاك الأطعمة الغنية بالإرغوثيونين، مثل الفطر والبقوليات) لتعديل ميكروبات الأمعاء لأغراض علاجية.

الآثار الصحية

• البيئة الغذائية: بالإضافة إلى الألياف الغذائية، تعمل مضادات الأكسدة الغذائية كوقود قيم للميكروبات "الجيدة"، مما يعزز مساهمتها في إنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة وتعديل المناعة.
• البريبايوتكس الجديدة: قد يصبح الإرغوثيونين ومشتقاته بريبايوتكس مستهدفة قادرة على "شحن" اللاهوائيات المفيدة ومكافحة خلل التوازن البكتيري.
• التأثيرات العلاجية: من خلال التلاعب بتوافر EGT الغذائي، قد يكون من الممكن تحسين الصحة الأيضية، وتقليل الالتهاب، وتعزيز وظيفة حاجز الأمعاء.

"لقد أظهرنا لأول مرة آلية حقيقية للتغذية المتبادلة لمضادات الأكسدة التي تساعد على إنتاج الطاقة في المناطق اللاهوائية في الأمعاء"، كما يقول المؤلف الرئيسي زي تشو.

ويسلط المؤلفون الضوء على ثلاث نقاط رئيسية:

1. الإرغوثيونين كـ"جسر" أيضي
   "لقد أظهرنا لأول مرة أن الإرغوثيونين لا يعمل كمضاد للأكسدة فحسب، بل يصبح أيضًا مصدرًا للطاقة للبكتيريا اللاهوائية، مما يعزز أعدادها في القولون."

2. الارتباط بالوقاية من سرطان القولون والمستقيم
   وتضيف البروفيسورة ماريا جونزاليس، المؤلفة المشاركة في الدراسة: "ينتج المجتمع الميكروبي المعزز المزيد من الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة، مثل الزبدات، والتي من المعروف أنها تحمي ظهارة القولون وتثبط نمو الورم".

3. آفاق العلاج بالبريبايوتيك
   "إن إجراء المزيد من الأبحاث سيسمح بتطوير البريبايوتيك المستهدفة القائمة على الإرغوثيونين والتي يمكن أن تكمل الاستراتيجيات الحالية لفحص سرطان القولون والمستقيم والوقاية منه"، كما خلص الدكتور زي تشو.

يمهد هذا العمل الطريق أمام جيل جديد من البريبايوتكس القائمة على مضادات الأكسدة الطبيعية التي يمكنها "تنشيط" الطاقة الحيوية الداخلية للميكروبيوم وتحسين صحة المضيف.