G-CSF

G-CSF е пептиден хормон, който стимулира образуването на гранулоцити. Поради това е от голямо значение за функцията на имунната система. Хормонът се дава и като лекарство на пациенти със силно отслабена имунна система за стимулиране на производството на неутрофили.

Какво е G-CSF?

G-CSF е съкращението за името Гранулоцитен колония стимулиращ фактор, Това е пептиден хормон, който стимулира образуването на гранулоцити от плюрипотентни стволови клетки. Гранулоцитният колони-стимулиращ фактор принадлежи към цитокините.

Като цяло цитокините са протеини, които са отговорни за пролиферацията на имунните клетки и по този начин контролират имунния отговор. Има различни видове цитокини. Пептидният хормон G-CSF е един от стимулиращите колонии фактори. В химичен план човешкият G-CSF е гликопротеин, състоящ се от 174 аминокиселини, а при 133 има аминокиселината треонин, който е гликозилиран в своята хидроксилна група. Непротеиногенната част на молекулата в гликозилираното място е приблизително четири процента от молекулното тегло. Състои се от компонентите α-N-ацетил-невраминова киселина, N-ацетил-галактозамин и β-галактоза.

Гликозилирането има стабилизиращ ефект върху протеина. В същото време той също играе важна роля в определени функции, като активиране на зрели гранулоцити за борба с текущите източници на инфекция. G-CSF съдържа и два моста на дисулфид, които определят вторичната структура на протеина. Кодиращият ген за G-CSF се намира на хромозома 17 при хората.

Функция, ефект и задачи

Както бе споменато по-рано, G-CSF е важен фактор в имунната система. Той стимулира незрелите прогениторни клетки на кръвообразуващата система (хематопоетична система или pre-CFU) да се диференцират и пролиферират. Това означава, че недиференцираните плюрипотентни стволови клетки под въздействието на G-CSF се диференцират в гранулоцити и се размножават чрез клетъчно делене.

Гранулоцитите са неутрофилни бели кръвни клетки, които действат като така наречените фагоцити. Те стават ефективни, когато организмът е заразен от бактерии. С всяка бактериална инфекция фагоцитите се размножават от недиференцирани прогениторни клетки. G-CSF също стимулира зрелите гранулоцити да се преместят към източниците на инфекция, за да убият бактериите там. В тази функция молекулата се поддържа от свързания с гликозилиране остатък. По този начин G-CSF може да увеличи образуването на водороден пероксид в гранулоцитите, което прави убийството на бактериите още по-ефективно.

Трета функция на G-CSF е да накара хемопоетичните прогениторни клетки да се отделят от средата си в костния мозък. В резултат на това някои от тези клетки постъпват в периферната кръв. С помощта на допълнителни дози G-CSF този процес може да се повтори, при което плюрипотентни стволови клетки се натрупват в кръвта. Този процес е известен още като афереза. Аферезата се оказа полезна за донори на стволови клетки или за пациенти, изложени на интензивна химиотерапия. По този начин пациентите с химиотерапия могат да имат отново собствена кръв, обогатена със стволови клетки.

Донорите на стволови клетки, от друга страна, могат да направят нормално кръводаряване вместо даряване на костен мозък. G-CSF служи като лекарствено вещество и се използва при хронична неутропения (редукция на неутрофилни гранулоцити), при химиотерапия или при трансплантация на стволови клетки.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

G-CSF е интегриран в сложната хомеостатична мрежа на организма. Гранулоцитният колони-стимулиращ фактор е част както от имунната, така и от ендокринната система. Плурипотентните стволови клетки на костния мозък и зрелите неутрофилни гранулоцити имат рецептори за G-CSF.

Когато е необходимо, протеините на G-CSF се свързват с рецепторите и по този начин гарантират, че ефектът им се развива. Всеки организъм формира свой собствен G-CSF. Ако обаче нуждата се увеличи, като например при тежки инфекции, химиотерапия или обща имунодефицит, хормонът може да се наложи подкожно. Добре известни лекарства са пегфилграстим и липегфилграстим. Те се произвеждат рекомбинантно от определени клетки от бозайници, като СНО клетки (яйчник на китайски хамстер) или от Escherichia coli. Последователностите на аминокиселините са идентични и в двете производствени форми.

Възможно е да има разлики в гликозилирането. По-новите продукти обаче са гликозилирани в същото положение като оригиналния G-CSF. Някои форми на обработка като PEGylation увеличават устойчивостта и полуживота на лекарствата, когато се използват, без да променят тяхната ефективност. За тази цел G-CSF е химически свързан с полиетилен гликол.

Болести и разстройства

Може да има и странични ефекти при използване на G-CSF. Болки в костите и мускулите са най-честите. Това често е придружено от гадене, повръщане, загуба на апетит и диария. Възможно е също възпаление на лигавиците и загуба на коса. Оплакванията са резултат от увеличеното образуване на неутрофили, които след това предизвикват повишени имунни реакции.

Инфилтратите в белите дробове, които освен всичко друго причиняват кашлица, задух и висока температура, се наблюдават по-рядко. Това дори може да доведе до така наречения синдром на остър респираторен дистрес (ARDS), което показва интензивна реакция на белите дробове към външни увреждащи фактори. Далакът може да се уголеми толкова много, че да се разкъса. Друг симптом е повишената левкоцитоза, т.е. повишеното образуване на бели кръвни клетки. При наличие на сърповидноклетъчна анемия, G-CSF не трябва да се използва, тъй като според американско проучване тук могат да се появят тежки странични ефекти, някои от които дори да доведат до многоорганна недостатъчност.

Въпреки това много проучвания показват, че симптомите обикновено са обратими. След прекратяване на терапията с G-CSF страничните ефекти също изчезват. Въпреки че има повишено образуване на неутрофили по време на лечение с G-CSF, проучванията досега не са открили повишен риск от развитие на левкемия.