G-CSF je peptidový hormon, který stimuluje tvorbu granulocytů. Má tedy velký význam ve funkci imunitní systém. Hormon se také podává jako lék pacientům s těžkým oslabením imunitní systém stimulovat tvorbu neutrofilní bílé krev buňky.
Co je G-CSF?
G-CSF je zkratka pro faktor stimulující kolonie granulocytů. Jedná se o peptidový hormon, který stimuluje tvorbu granulocytů z pluripotentních kmenových buněk. Faktor stimulující kolonie granulocytů patří k cytokinům. Obecně platí, že cytokiny jsou Proteinů které jsou zodpovědné za množení imunitních buněk a tím kontrolují imunitní odpověď. Existují různé typy cytokinů. Peptidový hormon G-CSF je jedním z faktorů stimulujících kolonie. Chemicky je lidský G-CSF glykoprotein skládající se z 174 aminokyseliny. V poloze 133 je aminokyselina threonin, která je glykosylována na své hydroxylové skupině. Neproteinogenní část molekuly na glykosylovaném místě představuje přibližně čtyři procenta molekulové hmotnosti. Skládá se ze složek kyseliny α-N-acetyl-neuraminové, N-acetyl-galaktosaminu a β-galaktózy. Glykosylace má stabilizující vliv na protein. Zároveň hraje důležitou roli v určitých funkcích, jako je aktivace zralých granulocytů v boji proti současným ložiskům infekce. Kromě toho G-CSF stále obsahuje dva disulfidy mosty, které určují sekundární strukturu proteinu. U lidí kódování gen pro G-CSF se nachází na chromozomu 17.
Funkce, efekty a role
Jak již bylo zmíněno dříve, G-CSF je důležitým faktorem imunitní systém. Stimuluje nezralé prekurzorové buňky hematopoetického systému (hematopoetický systém nebo pre-CFU) k diferenciaci a proliferaci. To znamená, že nediferencované pluripotentní kmenové buňky se pod vlivem G-CSF diferencují na granulocyty a proliferují buněčným dělením. Granulocyty jsou neutrofilní bílé krev buňky, které fungují jako takzvané scavenger buňky. Ty jsou účinné, když je organismus infikován bakterie. Jakákoli bakteriální infekce tedy vede k proliferaci fagocytů z nediferencovaných progenitorových buněk. G-CSF dále také stimuluje zralé granulocyty k přesunu na místa infekce za účelem usmrcení bakterie tam. V této funkci molekule napomáhá její skupina vázaná na glykosylaci. V místě infekce může G-CSF tak zvýšit tvorbu vodík peroxid v granulocytech, což zabíjí bakterie ještě efektivnější. Třetí funkcí G-CSF je způsobit oddělení hematopoetických progenitorových buněk z jejich prostředí v kostní dřeň. To umožňuje některým z těchto buněk vstoupit do periferií krev. S dalším správa G-CSF lze tento proces opakovat, což vede k akumulaci pluripotentních kmenových buněk v krvi. Tento proces je také známý jako aferéza. Aferéza se osvědčila u dárců kmenových buněk nebo u pacientů podstupujících intenzivní léčbu chemoterapie. Takto, chemoterapie pacienti si mohou nechat transplantovat vlastní krev obohacenou o kmenové buňky zpět. Dárci kmenových buněk zase mohou udělat normál darování krve namísto a kostní dřeň dar. G-CSF tedy slouží jako léčivo a používá se při chronické neutropenii (pokles v neutrofilní granulocyty), chemoterapienebo transplantace kmenových buněk.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
G-CSF je zapojen do komplexní homeostatické sítě organismu. Faktor stimulující kolonie granulocytů je součástí imunitního systému i imunitního systému endokrinní systém. Kostní dřeň pluripotentní kmenové buňky a zralé neutrofilní granulocyty mají receptory pro G-CSF. V případě potřeby Proteinů G-CSF se váže na receptory a tím zajišťuje rozvinutí jejich účinku. Každý organismus produkuje svůj vlastní G-CSF. Když se však potřeba zvýší, jako v případě závažných infekcí, chemoterapie nebo obecně imunodeficitumůže být nutné podat hormon subkutánně. Známý drogy jsou pegfilgrastim a lipegfilgrastim. Ty se produkují rekombinantně z určitých savčích buněk, jako jsou buňky CHO (vaječníky čínského křečka) nebo z Escherichia coli. Aminokyselinové sekvence jsou identické v obou formách produkce. Mohou existovat rozdíly v glykosylaci. Novější produkty jsou však glykosylovány ve stejné pozici jako původní G-CSF. Určité formy zpracování, jako je PEGylace, dále zvyšují stabilitu a poločas rozpadu drogy při použití beze změny jejich účinnosti. K dosažení tohoto cíle je vytvořena chemická vazba G-CSF s polyethylenglykolem.
Nemoci a poruchy
Při použití G-CSF se mohou také objevit vedlejší účinky. Kosti a svaly bolest jsou nejčastější. Často se k nim připojí nevolnost, zvracení, ztráta chuti k jídlu a průjem. Sliznice zánět a vypadávání vlasů může také nastat. Stížnosti jsou výsledkem zvýšené tvorby neutrofilní granulocyty, které pak vyvolávají zvýšené imunitní reakce. Méně často jsou pozorovány infiltráty v plicích kašel, dušnost a horečka, mimo jiné příznaky. To může dokonce vést na takzvaný syndrom akutní respirační tísně (ARDS), který naznačuje intenzivní reakci plic na vnější škodlivé faktory. The slezina se může zvětšit až na prasknutí sleziny. Dalším příznakem je zvýšená leukocytóza, což je zvýšená produkce bílé krvinky. G-CSF se nesmí používat v přítomnosti srpkovité buňky anémie, protože podle americké studie se zde mohou objevit závažné vedlejší účinky, někdy dokonce vedoucí k selhání více orgánů. Mnoho studií však také ukazuje, že příznaky jsou obvykle reverzibilní. Po vysazení terapie s G-CSF také nežádoucí účinky zmizí. Přestože dochází ke zvýšené tvorbě neutrofilů leukocyty během léčby G-CSF dosud studie nezjistily zvýšené riziko rozvoje leukémie.
