G-CSF

G-CSF je peptidni hormon, ki spodbuja tvorbo granulocitov. Zato je zelo pomemben za delovanje imunskega sistema. Hormon se daje tudi kot zdravilo bolnikom z močno oslabljenim imunskim sistemom za spodbujanje proizvodnje nevtrofilcev.

Kaj je G-CSF?

G-CSF je okrajšava za ime Stimulacijski faktor kolonije granulocitov. To je peptidni hormon, ki spodbuja tvorbo granulocitov iz pluripotentnih matičnih celic. Faktor, ki stimulira kolonijo granulocitov, spada med citokine.

Na splošno so citokini beljakovine, ki so odgovorni za širjenje imunskih celic in tako nadzorujejo imunski odziv. Obstajajo različne vrste citokinov. Peptidni hormon G-CSF je eden od dejavnikov, ki stimulirajo kolonijo. Kemično je človeški G-CSF glikoprotein, sestavljen iz 174. aminokislin. Na položaju 133 je aminokislina treonin, ki je glikoziliran v svoji hidroksilni skupini. Neproteinogeni del molekule na glikoziliranem mestu znaša približno štiri odstotke molekulske mase. Sestavljen je iz komponent α-N-acetil-nevravinske kisline, N-acetil-galaktozamina in β-galaktoze.

Glikozilacija ima stabilen učinek na beljakovine. Hkrati ima pomembno vlogo tudi pri določenih funkcijah, kot je aktiviranje zrelih granulocitov za boj proti trenutnim virom okužbe. G-CSF vsebuje tudi dva disulfidna mosta, ki določata sekundarno strukturo proteina. Kodirski gen za G-CSF se nahaja na kromosomu 17 pri ljudeh.

Funkcija, učinek in naloge

Kot smo že omenili, je G-CSF pomemben dejavnik imunskega sistema. Spodbuja nezrele progenitorne celice krvotvornega sistema (hematopoetski sistem ali pre-CFU) k diferenciaciji in razmnoževanju. To pomeni, da se nediferencirane pluripotentne matične celice pod vplivom G-CSF diferencirajo v granulocite in množijo s celično delitvijo.

Granulociti so nevtrofilne bele krvničke, ki delujejo kot tako imenovani fagociti. Te postanejo učinkovite, ko organizem okužijo bakterije. Z vsako bakterijsko okužbo se fagociti pomnožijo iz nediferenciranih progenitornih celic. G-CSF spodbuja tudi zrele granulocite, da se premaknejo na vire okužbe, da bi ubili tamkajšnje bakterije. Pri tej funkciji je molekula podprta s svojimi ostanki, vezanimi na glikozilacijo. G-CSF lahko na izvoru okužbe tako poveča tvorbo vodikovega peroksida v granulocitih, zaradi česar je ubijanje bakterij še učinkovitejše.

Tretja funkcija G-CSF je ta, da povzroči, da se hematopoetske potomce odstranijo iz svojega okolja v kostnem mozgu. Kot rezultat, nekatere od teh celic pridejo v periferno kri. S pomočjo nadaljnjih odmerkov G-CSF se ta postopek lahko ponovi, pri čemer se v krvi nakopičijo pluripotentne matične celice. Ta postopek je znan tudi kot afereza. Afereza se je izkazala za koristno za dajalce matičnih celic ali za bolnike, ki so bili izpostavljeni intenzivni kemoterapiji. Na ta način imajo lahko bolniki s kemoterapijo svojo krv ponovno obogateno z matičnimi celicami.

Darovalci matičnih celic lahko namesto darovanja kostnega mozga omogočijo normalno krvodajalstvo. G-CSF torej služi kot zdravilna snov in se uporablja pri kronični nevtropeniji (zmanjšanje nevtrofilnih granulocitov), ​​pri kemoterapiji ali pri presaditvah matičnih celic.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

G-CSF je integriran v zapleteno homeostatsko mrežo organizma. Faktor, ki stimulira kolonijo granulocitov, je del tako imunskega kot endokrinega sistema. Pluripotentne matične celice kostnega mozga in zreli nevtrofilni granulociti imajo receptorje za G-CSF.

Po potrebi se proteini G-CSF vežejo na receptorje in tako zagotovijo, da se njihov učinek odvija. Vsak organizem tvori svoj G-CSF. Če pa se potrebe povečajo, na primer s hudimi okužbami, kemoterapijo ali splošno imunsko pomanjkljivostjo, bo morda hormon treba injicirati subkutano. Dobro znani zdravili sta pegfilgrastim in lipegfilgrastim. Te se proizvajajo rekombinantno iz določenih celic sesalcev, kot so celice CHO (jajčnik kitajskega hrčka) ali iz bakterije Escherichia coli. Zaporedja aminokislin so v obeh proizvodnih oblikah enaka.

Pri glikozilaciji so lahko razlike. Vendar pa so novejši izdelki glikozilirani v enakem položaju kot originalni G-CSF. Nekatere oblike predelave, kot je PEGilacija, povečajo odpornost in razpolovno dobo zdravil, kadar se uporabljajo, ne da bi spremenili njihovo učinkovitost. V ta namen je G-CSF kemično vezan na polietilen glikol.

Bolezni in motnje

Pri uporabi G-CSF lahko obstajajo tudi stranski učinki. Bolečine v kosteh in mišicah so najpogostejše. To pogosto spremljajo slabost, bruhanje, izguba apetita in driska. Pojavijo se lahko tudi vnetja sluznice in izpadanje las. Očitki so posledica povečane tvorbe nevtrofilcev, ki nato sprožijo povečane imunske reakcije.

Infiltrati v pljučih, ki med drugim povzročajo kašelj, zasoplost in vročino, opažamo manj pogosto. To lahko celo privede do tako imenovanega akutnega respiratornega stiskalnega sindroma (ARDS), ki kaže na intenzivno reakcijo pljuč na zunanje škodljive dejavnike. Vranica se lahko tako poveča, da se strga. Drug simptom je povečana levkocitoza, to je povečana tvorba belih krvnih celic. Ob prisotnosti srpastecelične anemije se G-CSF ne sme uporabljati, ker se po ameriški raziskavi lahko pojavijo hudi neželeni učinki, med katerimi nekateri vodijo celo do odpovedi več organov.

Vendar pa številne raziskave kažejo tudi, da so simptomi ponavadi reverzibilni. Po prekinitvi terapije z G-CSF stranski učinki tudi izginejo. Čeprav med zdravljenjem z G-CSF obstaja povečana tvorba nevtrofilcev, študije do zdaj niso našle povečanega tveganja za nastanek levkemije.