G-CSF

G-CSF je peptidový hormon, který stimuluje tvorbu granulocytů. Proto má velký význam pro funkci imunitního systému. Hormon se také podává jako lék pacientům se silně oslabeným imunitním systémem, který stimuluje produkci neutrofilů.

Co je G-CSF?

G-CSF je zkratka názvu Faktor stimulace kolonie granulátu. Je to peptidový hormon, který stimuluje tvorbu granulocytů z pluripotentních kmenových buněk. Faktor stimulující kolonie granulocytů patří k cytokinům.

Obecně jsou cytokiny proteiny, které jsou zodpovědné za proliferaci imunitních buněk, a tedy regulují imunitní odpověď. Existují různé typy cytokinů. Peptidový hormon G-CSF je jedním z faktorů stimulujících kolonie. Z chemického hlediska je lidský G-CSF glykoprotein tvořený 174 aminokyselinami, na 133 je aminokyselina threonin, která je glykosylována na své hydroxylové skupině. Neproteinogenní část molekuly v glykosylovaném místě je přibližně čtyři procenta molekulové hmotnosti. Skládá se ze složek kyseliny a-N-acetyl-neuraminové, N-acetyl-galaktosaminu a β-galaktózy.

Glykosylace má stabilizační účinek na protein. Současně také hraje důležitou roli v určitých funkcích, jako je aktivace zralých granulocytů v boji proti současným zdrojům infekce. G-CSF také obsahuje dva disulfidové můstky, které určují sekundární strukturu proteinu. Kódující gen pro G-CSF je umístěn na chromozomu 17 u lidí.

Funkce, efekt a úkoly

Jak již bylo zmíněno dříve, G-CSF je důležitým faktorem v imunitním systému. Stimuluje nezralé progenitorové buňky krevotvorného systému (hematopoetický systém nebo pre-CFU) k diferenciaci a proliferaci. To znamená, že nediferencované pluripotentní kmenové buňky pod vlivem G-CSF se diferencují na granulocyty a množí se buněčným dělením.

Granulocyty jsou neutrofilní bílé krvinky, které fungují jako tzv. Fagocyty. Ty se stávají účinnými, když je organismus infikován bakteriemi. Při každé bakteriální infekci se fagocyty množí z nediferencovaných progenitorových buněk. G-CSF také stimuluje zralé granulocyty, aby se přesunuly ke zdrojům infekce, aby tam zabily bakterie. V této funkci je molekula podporována svým zbytkem vázaným na glykosylaci. Při zdroji infekce může tedy G-CSF zvýšit tvorbu peroxidu vodíku v granulocytech, což způsobuje ještě účinnější usmrcování bakterií.

Třetí funkcí G-CSF je způsobit, že se hematopoetické progenitorové buňky oddělí od svého prostředí v kostní dřeni. V důsledku toho se některé z těchto buněk dostanou do periferní krve. S pomocí dalších dávek G-CSF lze tento proces opakovat, přičemž se pluripotentní kmenové buňky hromadí v krvi. Tento proces se také nazývá aferéza. Aferéza se ukázala jako užitečná pro dárce kmenových buněk nebo pro pacienty vystavené intenzivní chemoterapii. Tímto způsobem mohou mít pacienti s chemoterapií opět vlastní transplantaci vlastní krve obohacené kmenovými buňkami.

Na druhé straně dárci kmenových buněk mohou místo dárcovství kostní dřeně darovat normální krev. G-CSF proto slouží jako léčivá látka a používá se při chronické neutropenii (redukce neutrofilních granulocytů), při chemoterapii nebo při transplantacích kmenových buněk.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

G-CSF je integrován do komplexní homeostatické sítě organismu. Faktor stimulující kolonie granulocytů je součástí imunitního systému i endokrinního systému. Pluripotentní kmenové buňky kostní dřeně a zralé neutrofilní granulocyty mají receptory pro G-CSF.

V případě potřeby se proteiny G-CSF vážou na receptory a zajišťují tak, aby se jejich účinek rozvinul. Každý organismus tvoří svůj vlastní G-CSF. Pokud se však potřeba zvýší, například u závažných infekcí, chemoterapie nebo obecné imunodeficience, může být nutné podat hormon subkutánně. Známými léky jsou pegfilgrastim a lipegfilgrastim. Jsou produkovány rekombinantně z určitých savčích buněk, jako jsou CHO buňky (vaječník čínského křečka) nebo z Escherichia coli. Aminokyselinové sekvence jsou identické v obou produkčních formách.

Mohou existovat rozdíly v glykosylaci. Novější produkty jsou však glykosylovány ve stejné poloze jako původní G-CSF. Některé formy zpracování, jako je PEGylace, zvyšují rezistenci a poločas léků při použití, aniž by se měnila jejich účinnost. Pro tento účel je G-CSF chemicky vázán na polyethylenglykol.

Nemoci a poruchy

Při použití G-CSF mohou také existovat vedlejší účinky. Nejčastější je bolest kostí a svalů. To je často doprovázeno nevolností, zvracením, ztrátou chuti k jídlu a průjmem. Může se také objevit zánět sliznic a vypadávání vlasů. Stížnosti jsou výsledkem zvýšené tvorby neutrofilů, které pak spouštějí zvýšené imunitní reakce.

Infiltráty v plicích, které kromě jiného způsobují kašel, dušnost a horečku, jsou pozorovány méně často. To může dokonce vést k tzv. Syndromu akutní respirační tísně (ARDS), což ukazuje na intenzivní reakci plic na vnější škodlivé faktory. Slezina se může zvětšit natolik, že se protrhne. Dalším příznakem je zvýšená leukocytóza, tj. Zvýšená tvorba bílých krvinek. V případě srpkovité anémie nesmí být G-CSF používán, protože podle americké studie se zde mohou vyskytnout závažné vedlejší účinky, z nichž některé dokonce vedou k selhání více orgánů.

Mnoho studií však také ukazuje, že příznaky jsou obvykle reverzibilní. Po přerušení léčby G-CSF také zmizí vedlejší účinky. Přestože během léčby G-CSF dochází ke zvýšené tvorbě neutrofilů, studie dosud nezjistily žádné zvýšené riziko vzniku leukémie.