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La dégradation des glucides complexes et d'autres macromolécules par les bactéries intestinales humaines génère des métabolites que les microbes voisins utilisent pour la respiration anaérobie. Cependant, il reste difficile de savoir si l'alimentation croisée d'autres composés alimentaires dans l'intestin peut entraîner des réactions redox à rendement énergétique.
Le 4 août 2025, des chercheurs de l'Université de Yale ont publié une étude intitulée "L'alimentation croisée métabolique d'un antioxydant alimentaire améliore le métabolisme énergétique anaérobie par les bactéries intestinales humaines" dans Cell Host & Microbe, un sous-journal de Cell.
L'étude a révélé que l'alimentation croisée métabolique de l'antioxydant alimentaire ergothionéine améliore le métabolisme énergétique anaérobie chez les bactéries intestinales humaines.
Dans cette étude révolutionnaire, l'équipe de recherche a démontré que les bactéries intestinales de différents phyla échangent un antioxydant alimentaire commun dans des conditions anaérobies pour générer de l'énergie. La bactérie symbiotique Clostridium symbiosum code pour une enzyme ergothionéinase qui convertit l'ergothionéine (un antioxydant dérivé du champignon) en accepteur d'électrons acide thiourocanique (TUA). La bactérie dégradant le xylane Bacteroides xylanisolvens réduit alors le TUA, améliorant considérablement sa synthèse ATP et favorisant la croissance bactérienne. En outre, le TUA est produit et consommé de manière sélective par des communautés microbiennes fécales humaines spécifiques.
Conformément aux associations nouvellement découvertes entre l'homéostasie intestinale de l'ergothionéine et le cancer colorectal, les gènes de l'ergothionéinase se sont avérés être significativement enrichis dans les métagénomes fécaux de patients atteints de cancer colorectal.
Ces découvertes collectives révèlent comment l'alimentation croisée de nutriments antioxydants symbiotiques améliore le métabolisme énergétique microbien, expliquant potentiellement les différences interindividuelles dans le risque de maladie. Plus précisément:
L'ergothionéinase de C. symbiosum transforme l'ergothionéine alimentaire en TUA;
B. xylanisolvens utilise TUA comme accepteur d'électrons, augmentant la production d'ATP de 2.3 fois par rapport aux témoins;
La dynamique des TUA montre des modèles sélectifs de production/consommation dans les microbiomes humains.
Notamment, l'axe métabolique ergothionéine-TUA était particulièrement actif chez les patients CCR, avec l'abondance du gène de l'ergothionéinase corrélée à la progression de la maladie (p<0.01). Ce mécanisme d'alimentation croisée basé sur redox peut représenter un nouveau lien entre les antioxydants alimentaires, l'écologie microbienne intestinale et la susceptibilité au cancer.
Clostridium symbiosum métabolise l'ergothionéine (EGT) en acide thiourocanique (TUA);
TUA peut être utilisé par Bacteroides xylanisolvens pour améliorer sa croissance anaérobie et sa synthèse ATP;
Les communautés microbiennes fécales humaines peuvent convertir l'EGT en TUA réduit grâce à une alimentation croisée métabolique;
Les gènes responsables de la production de TUA sont enrichis en métagénomes fécaux de patients atteints d'un cancer colorectal.
Collectivement, ces résultats démontrent que l'alimentation croisée symbiotique de nutriments antioxydants améliore le métabolisme énergétique microbien-un mécanisme qui peut expliquer la variabilité interindividuelle de la sensibilité au risque de maladie.
Lien papier: https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00280-X
