G-CSF je peptidový hormón, ktorý stimuluje tvorbu granulocytov. Preto má veľký význam vo funkcii imunitný systém. Hormón sa podáva ako liek aj pacientom s výrazným oslabením imunitný systém stimulovať tvorbu neutrofilnej bielej krv bunky.
Čo je G-CSF?
G-CSF je skratka pre faktor stimulujúci kolónie granulocytov. Je to peptidový hormón, ktorý stimuluje tvorbu granulocytov z pluripotentných kmeňových buniek. Faktor stimulujúci kolónie granulocytov patrí medzi cytokíny. Cytokíny sú všeobecne proteíny ktoré sú zodpovedné za množenie imunitných buniek a tým riadia imunitnú odpoveď. Existujú rôzne typy cytokínov. Peptidový hormón G-CSF je jedným z faktorov stimulujúcich kolónie. Chemicky je ľudský G-CSF glykoproteín pozostávajúci zo 174 aminokyseliny. V polohe 133 je aminokyselina treonín, ktorá je glykozylovaná na svojej hydroxylovej skupine. Neproteinogénna časť molekuly na glykozylovanom mieste predstavuje približne štyri percentá molekulovej hmotnosti. Skladá sa zo zložiek kyselina α-N-acetyl-neuramínová, N-acetyl-galaktozamín a β-galaktózy. Glykozylácia má stabilizujúci vplyv na proteín. Zároveň hrá dôležitú úlohu pri určitých funkciách, ako je aktivácia zrelých granulocytov na boj proti súčasným ložiskám infekcie. Ďalej G-CSF stále obsahuje dva disulfidy mosty, ktoré určujú sekundárnu štruktúru proteínu. U ľudí kódovanie gen pre G-CSF sa nachádza na chromozóme 17.
Funkcia, efekty a úlohy
Ako už bolo spomenuté, G-CSF je dôležitým faktorom imunitný systém. Stimuluje nezrelé prekurzorové bunky hematopoetického systému (hematopoetický systém alebo pre-CFU), aby sa diferencovali a množili. To znamená, že nediferencované pluripotentné kmeňové bunky sa pod vplyvom G-CSF diferencujú na granulocyty a množia sa bunkovým delením. Granulocyty sú neutrofilné biele krv bunky, ktoré fungujú ako takzvané lapače buniek. Účinné sú vtedy, keď je organizmus infikovaný baktérie. Akákoľvek bakteriálna infekcia teda vedie k množeniu fagocytov z nediferencovaných progenitorových buniek. Ďalej G-CSF tiež stimuluje zrelé granulocyty, aby sa presunuli na miesta infekcie, aby zabili baktérie tam. Pri tejto funkcii molekule pomáha jej glykozylačne viazaná skupina. V mieste infekcie môže G-CSF tak zvýšiť tvorbu vodík peroxid v granulocytoch, čo spôsobuje usmrcovanie baktérie ešte efektívnejšie. Treťou funkciou G-CSF je spôsobiť odlúčenie krvotvorných progenitorových buniek z ich prostredia v kostná dreň. To umožňuje niektorým z týchto buniek vstúpiť do periférie krv. S ďalšími správa G-CSF, je možné tento proces opakovať, čo vedie k akumulácii pluripotentných kmeňových buniek v krvi. Tento proces je tiež známy ako aferéza. Ukázalo sa, že aferéza je užitočná pre darcov kmeňových buniek alebo pre pacientov podrobujúcich sa intenzívnej liečbe chemoterapie, Touto cestou, chemoterapie pacienti si môžu nechať transplantovať svoju vlastnú krv obohatenú o kmeňové bunky späť. Darcovia kmeňových buniek zasa môžu robiť normálu darovanie krvi namiesto a kostná dreň darcovstvo. G-CSF teda slúži ako liečivo a používa sa pri chronickej neutropénii (pokles v neutrofilné granulocyty), chemoterapie, Alebo transplantácia kmeňových buniek.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
G-CSF je zapojený do komplexnej homeostatickej siete organizmu. Faktor stimulujúci kolónie granulocytov je súčasťou imunitného systému aj imunitného systému endokrinný systém. Kostná dreň pluripotentné kmeňové bunky a dozrievajú neutrofilné granulocyty majú receptory pre G-CSF. V prípade potreby proteíny G-CSF sa viaže na receptory a tým zaisťuje rozvinutie ich účinku. Každý organizmus produkuje svoj vlastný G-CSF. Keď však potreba stúpa, ako je to v prípade závažných infekcií, chemoterapie alebo všeobecne imunodeficienciemôže byť potrebné podať hormón subkutánne. Známe drogy sú pegfilgrastím a lipegfilgrastim. Tieto sa vyrábajú rekombinantne z určitých buniek cicavcov, ako sú bunky CHO (vaječník čínskeho škrečka) alebo z Escherichia coli. Aminokyselinové sekvencie sú identické v obidvoch formách produkcie. Môžu existovať rozdiely v glykozylácii. Novšie produkty sú však glykozylované v rovnakej polohe ako pôvodný G-CSF. Určité formy spracovania, ako napríklad PEGylácia, ďalej zvyšujú stabilitu a polčas rozpadu drogy pri použití bez zmeny ich účinnosti. Aby sa to dosiahlo, vytvorí sa chemická väzba G-CSF s polyetylénglykolom.
Choroby a poruchy
Vedľajšie účinky sa môžu vyskytnúť aj pri použití G-CSF. Kosti a svaly bolesť sú najbežnejšie. K nim sa často pridávajú nevoľnosť, zvracanie, strata chuti do jedla a hnačka. Slizničný zápal a vypadávanie vlasov môže tiež nastať. Sťažnosti sú výsledkom zvýšenej tvorby neutrofilné granulocyty, ktoré potom spúšťajú zvýšené imunitné reakcie. Menej často sa pozorujú infiltráty v pľúcach kašeľ, dýchavičnosť a horúčka, okrem iných príznakov. Toto môže byť dokonca viesť na takzvaný syndróm akútnej respiračnej tiesne (ARDS), ktorý naznačuje intenzívnu reakciu pľúc na vonkajšie škodlivé faktory. The slezina sa môžu zväčšiť až k prasknutie sleziny. Ďalším príznakom je zvýšená leukocytóza, čo je zvýšená tvorba biele krvinky. G-CSF sa nesmie používať v prítomnosti kosáčikovitej bunky anémia, pretože podľa americkej štúdie sa tu môžu vyskytnúť závažné vedľajšie účinky, niekedy dokonca vedúce k zlyhaniu viacerých orgánov. Mnohé štúdie však tiež ukazujú, že príznaky sú zvyčajne reverzibilné. Po ukončení liečby terapie s G-CSF zmiznú aj vedľajšie účinky. Aj keď je tu zvýšená tvorba neutrofilov leukocyty počas liečby G-CSF doterajšie štúdie nezistili zvýšené riziko vzniku leukémie.
