G-CSF

G-CSF представляет собой пептидный гормон, стимулирующий образование гранулоцитов. Следовательно, это имеет большое значение для функции иммунной системы. Гормон также назначают в виде лекарства пациентам с сильно ослабленной иммунной системой для стимуляции выработки нейтрофилов.

Что такое G-CSF?

G-CSF - это аббревиатура названия Фактор, стимулирующий колонии гранулоцитов, Это пептидный гормон, который стимулирует образование гранулоцитов из плюрипотентных стволовых клеток. Колониестимулирующий фактор гранулоцитов относится к цитокинам.

В целом цитокины - это белки, которые отвечают за пролиферацию иммунных клеток и, таким образом, контролируют иммунный ответ. Существуют разные типы цитокинов. Пептидный гормон G-CSF является одним из колониестимулирующих факторов. С химической точки зрения человеческий G-CSF представляет собой гликопротеин, состоящий из 174 аминокислот. В позиции 133 находится аминокислота треонин, который гликозилирован по своей гидроксильной группе. Непротеиногенная часть молекулы в гликозилированном сайте составляет приблизительно четыре процента от молекулярной массы. Он состоит из компонентов α-N-ацетилнейраминовой кислоты, N-ацетилгалактозамина и β-галактозы.

Гликозилирование оказывает стабилизирующее действие на белок. В то же время он также играет важную роль в определенных функциях, таких как активация зрелых гранулоцитов для борьбы с текущими источниками инфекции. G-CSF также содержит два дисульфидных мостика, которые определяют вторичную структуру белка. Ген, кодирующий G-CSF, у человека расположен на 17-й хромосоме.

Функция, эффект и задачи

Как упоминалось ранее, G-CSF является важным фактором иммунной системы. Он стимулирует незрелые клетки-предшественники кроветворной системы (гемопоэтической системы или пре-КОЕ) дифференцироваться и размножаться. Это означает, что недифференцированные плюрипотентные стволовые клетки под действием G-CSF дифференцируются в гранулоциты и размножаются посредством деления клеток.

Гранулоциты - это нейтрофильные лейкоциты, которые действуют как так называемые фагоциты. Они становятся эффективными, когда организм заражен бактериями. При каждой бактериальной инфекции фагоциты размножаются из недифференцированных клеток-предшественников. G-CSF также стимулирует зрелые гранулоциты двигаться к источникам инфекции, чтобы убить там бактерии. В этой функции молекула поддерживается своим остатком, связанным с гликозилированием. Таким образом, в источнике инфекции G-CSF может увеличить образование перекиси водорода в гранулоцитах, что делает уничтожение бактерий еще более эффективным.

Третья функция G-CSF - заставлять гематопоэтические клетки-предшественники отделяться от окружающей их среды в костном мозге. В результате часть этих клеток попадает в периферическую кровь. С помощью дополнительных доз G-CSF этот процесс можно повторить, в результате чего в крови накапливаются плюрипотентные стволовые клетки. Этот процесс также известен как аферез. Аферез оказался полезным для доноров стволовых клеток или для пациентов, подвергшихся интенсивной химиотерапии. Таким образом, пациенты, проходящие курс химиотерапии, могут снова пересадить собственную кровь, обогащенную стволовыми клетками.

С другой стороны, доноры стволовых клеток могут сдавать нормальную кровь вместо донорства костного мозга. Таким образом, G-CSF служит лекарственным веществом и используется при хронической нейтропении (уменьшение нейтрофильных гранулоцитов), в химиотерапии или при трансплантации стволовых клеток.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

G-CSF интегрирован в сложную гомеостатическую сеть организма. Колониестимулирующий фактор гранулоцитов является частью как иммунной, так и эндокринной систем. Плюрипотентные стволовые клетки костного мозга и зрелые нейтрофильные гранулоциты имеют рецепторы для G-CSF.

При необходимости белки G-CSF связываются с рецепторами и, таким образом, обеспечивают продолжение их действия. Каждый организм формирует свой собственный G-CSF. Однако, если потребность возрастает, например, при тяжелых инфекциях, химиотерапии или общем иммунодефиците, гормон может быть введен подкожно. Хорошо известные препараты - пегфилграстим и липегфилграстим. Их рекомбинантно получают из определенных клеток млекопитающих, таких как клетки СНО (яичник китайского хомячка) или из Escherichia coli. Аминокислотные последовательности идентичны в обеих формах продукции.

Могут быть различия в гликозилировании. Однако новые продукты гликозилируются в том же положении, что и исходный G-CSF. Определенные формы обработки, такие как пегилирование, увеличивают устойчивость и период полувыведения лекарств при использовании без изменения их эффективности. Для этого G-CSF химически связывается с полиэтиленгликолем.

Заболевания и расстройства

Также могут возникнуть побочные эффекты при использовании G-CSF. Боль в костях и мышцах встречается чаще всего. Это часто сопровождается тошнотой, рвотой, потерей аппетита и диареей. Также может произойти воспаление слизистых оболочек и выпадение волос. Жалобы являются результатом повышенного образования нейтрофилов, которые затем вызывают усиление иммунных реакций.

Реже наблюдаются инфильтраты в легких, вызывающие, помимо прочего, кашель, одышку и жар. Это может даже привести к так называемому синдрому острого респираторного дистресса (ОРДС), который указывает на интенсивную реакцию легких на внешние повреждающие факторы. Селезенка может увеличиться настолько, что разорвется. Еще один симптом - повышенный лейкоцитоз, то есть повышенное образование лейкоцитов. При серповидно-клеточной анемии нельзя использовать G-CSF, потому что, согласно американскому исследованию, здесь могут возникать серьезные побочные эффекты, некоторые из которых даже приводят к полиорганной недостаточности.

Однако многие исследования также показывают, что симптомы обычно обратимы. После прекращения терапии Г-КСФ побочные эффекты также исчезают. Хотя во время лечения G-CSF наблюдается повышенное образование нейтрофилов, исследования до сих пор не обнаружили повышенного риска развития лейкемии.