G-CSF е пептиден хормон, който стимулира образуването на гранулоцити. По този начин той притежава голямо значение във функцията на имунната система. Хормонът се дава и като лекарство на пациенти със силно отслабена имунната система за стимулиране на образуването на неутрофилно бяло кръв клетки.
Какво е G-CSF?
G-CSF е съкращението за гранулоцитен колониестимулиращ фактор. Това е пептиден хормон, който стимулира образуването на гранулоцити от плурипотентни стволови клетки. Гранулоцитният колониестимулиращ фактор принадлежи към цитокините. Като цяло цитокините са протеини които са отговорни за разпространението на имунните клетки и по този начин контролират имунния отговор. Има различни видове цитокини. Пептидният хормон G-CSF е един от факторите, стимулиращи колонията. Химически, човешкият G-CSF е гликопротеин, състоящ се от 174 аминокиселини. В позиция 133 е аминокиселината треонин, която е гликозилирана в своята хидроксилна група. Непротеиногенната част на молекулата на гликозилираното място представлява приблизително четири процента от молекулното тегло. Състои се от компонентите α-N-ацетил-невраминова киселина, N-ацетил-галактозамин и β-галактоза. Гликозилирането има стабилизиращо влияние върху протеина. В същото време той също играе важна роля в определени функции като активирането на зрели гранулоцити за борба с настоящите огнища на инфекция. Освен това, G-CSF все още съдържа два дисулфида мостове, които определят вторичната структура на протеина. При хората кодирането ген за G-CSF се намира на хромозома 17.
Функция, ефекти и роли
Както бе споменато по-рано, G-CSF е важен фактор за имунната система. Той стимулира незрелите клетки-предшественици на хемопоетичната система (хематопоетична система или пред-CFU) да се диференцират и размножават. Това означава, че недиференцираните плурипотентни стволови клетки под въздействието на G-CSF се диференцират в гранулоцити и се размножават чрез клетъчно делене. Гранулоцитите са неутрофилни бели кръв клетки, които функционират като така наречените клетки за почистване. Те стават ефективни, когато организмът е заразен от бактерии. По този начин, всяка бактериална инфекция води до пролиферация на фагоцити от недиференцирани прогениторни клетки. Освен това, G-CSF също стимулира зрелите гранулоцити да се придвижат до местата на инфекция, за да убият бактерии там. В тази функция молекулата се подпомага от нейната свързана с гликозилиране част. По този начин на мястото на инфекцията G-CSF може да засили образуването на водород пероксид в гранулоцити, което убива бактерии още по-ефективно. Трета функция на G-CSF е да предизвика отделянето на хематопоетични клетки-предшественици от тяхната среда в костен мозък. Това позволява на някои от тези клетки да влязат в периферните кръв. С по-нататък администрация на G-CSF, този процес може да се повтори, което води до натрупване на плюрипотентни стволови клетки в кръвта. Този процес е известен още като афереза. Аферезата се оказа полезна за донори на стволови клетки или за пациенти, подложени на интензивно лечение химиотерапия. По този начин, химиотерапия пациентите могат да имат своя собствена обогатена стволови клетки кръв, трансплантирана обратно в тях. Донорите на стволови клетки от своя страна могат да направят нормално Кръводарение вместо a костен мозък дарение. По този начин G-CSF служи като лекарство и се използва при хронична неутропения (намаляване на неутрофилни гранулоцити), химиотерапия или трансплантация на стволови клетки.
Образуване, поява, свойства и оптимални стойности
G-CSF участва в сложната хомеостатична мрежа на организма. Гранулоцитният колониестимулиращ фактор е компонент както на имунната система, така и на ендокринната система. Костен мозък плюрипотентни стволови клетки и зрели неутрофилни гранулоцити притежават рецептори за G-CSF. Когато е необходимо, протеини на G-CSF се свързват с рецепторите и по този начин осигуряват разгръщането на техния ефект. Всеки организъм произвежда своя G-CSF. Въпреки това, когато нуждата се увеличава, както в случай на тежки инфекции, химиотерапия или общо имунодефицит, може да се наложи хормонът да се инжектира подкожно. Известни наркотици сте пегфилграстин и липегфилграстим. Те се произвеждат рекомбинантно от определени клетки на бозайници като CHO клетки (яйчник на китайски хамстер) или от Escherichia coli. Аминокиселинните последователности са идентични и при двете форми на производство. Възможно е да има разлики в гликозилирането, но по-новите продукти се гликозилират в същата позиция като оригиналния G-CSF. Някои форми на обработка, като PEGylation, допълнително увеличават стабилността и полуживота на наркотици в употреба, без да променя тяхната ефикасност. За да се постигне това, се създава химическа връзка на G-CSF с полиетилен гликол.
Болести и разстройства
Нежелани реакции могат да се появят и при употребата на G-CSF. Кост и мускул болка са най-често срещаните. Към тях често се присъединяват гадене, повръщане, загуба на апетит намлява диария. Лигавица , намлява загуба на коса също може да възникне. Оплакванията са резултат от засиленото формиране на неутрофилни гранулоцити, които след това предизвикват повишени имунни реакции. По-рядко се наблюдават инфилтрати в белите дробове, причиняващи кашлица, задух и треска, наред с други симптоми. Това дори може олово към така наречения синдром на остър респираторен дистрес (ARDS), който показва интензивна реакция на белите дробове към външни увреждащи фактори. The далак може да се увеличи до точката на разкъсване на далака. Друг симптом е повишената левкоцитоза, която е повишеното производство на бели кръвни телца. G-CSF не трябва да се използва в присъствието на сърповидни клетки анемия, тъй като според американско проучване тук могат да се появят тежки странични ефекти, понякога дори водещи до полиорганна недостатъчност. Много изследвания обаче показват също, че симптомите обикновено са обратими. След прекратяване на притежава с G-CSF страничните ефекти също изчезват. Въпреки че има повишено образуване на неутрофил левкоцити по време на лечението с G-CSF, досегашни проучвания не са установили повишен риск от развитие левкемия.
