G-CSF

G-CSF ir peptīdu hormons, kas stimulē granulocītu veidošanos. Tāpēc tam ir liela nozīme imūnsistēmas darbībā. Hormonu lieto arī kā zāles pacientiem ar stipri novājinātu imūnsistēmu, lai stimulētu neitrofilu veidošanos.

Kas ir G-CSF?

G-CSF ir nosaukuma saīsinājums Granulocītu koloniju stimulējošais faktors. Tas ir peptīdu hormons, kas stimulē granulocītu veidošanos no pluripotentām cilmes šūnām. Granulocītu koloniju stimulējošais faktors pieder citokīniem.

Kopumā citokīni ir olbaltumvielas, kas ir atbildīgas par imūno šūnu proliferāciju un tādējādi kontrolē imūno reakciju. Ir dažādi citokīnu veidi. Peptīdu hormons G-CSF ir viens no koloniju stimulējošajiem faktoriem. Ķīmiskajā izteiksmē cilvēka G-CSF ir glikoproteīns, kas sastāv no 174 aminoskābēm. 133. pozīcijā ir aminoskābe treonīns, kura hidroksilgrupa ir glikozilēta. Molekulās, kas nav proteinogēna, glikozilētā vietā ir aptuveni četri procenti no molekulmasas. Tas sastāv no komponentiem α-N-acetilneuramīnskābes, N-acetilgalaktozamīna un β-galaktozes.

Glikozilācijai ir stabilizējoša iedarbība uz olbaltumvielām. Tajā pašā laikā tai ir liela nozīme arī noteiktās funkcijās, piemēram, nobriedušu granulocītu aktivizēšana, lai apkarotu pašreizējos infekcijas avotus. G-CSF satur arī divus disulfīdu tiltus, kas nosaka olbaltumvielu sekundāro struktūru. G-CSF kodējošais gēns atrodas 17. hromosomā cilvēkiem.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Kā minēts iepriekš, G-CSF ir svarīgs imūnsistēmas faktors. Tas stimulē asiņu veidojošās sistēmas (asinsrades sistēmas vai pre-CFU) nenobriedušās priekštečus diferencēties un vairoties. Tas nozīmē, ka nediferencētās pluripotentās cilmes šūnas G-CSF ietekmē diferencējas granulocītos un vairojas šūnu dalīšanās ceļā.

Granulocīti ir neitrofīlas baltas asins šūnas, kas darbojas kā tā sauktie fagocīti. Tie kļūst efektīvi, ja organismu inficē baktērijas. Ar katru baktēriju infekciju fagocīti vairojas no nediferencētām priekšteču šūnām. G-CSF arī stimulē nobriedušu granulocītu pārvietošanos uz infekcijas avotiem, lai iznīcinātu tur esošās baktērijas. Veicot šo funkciju, molekulu atbalsta tās glikozilēšanas saistītais atlikums. Infekcijas avotā G-CSF tādējādi var palielināt ūdeņraža peroksīda veidošanos granulocītos, kas baktēriju nogalināšanu padara vēl efektīvāku.

Trešā G-CSF funkcija ir izraisīt asinsrades priekšteču šūnas atdalīties no savas vides kaulu smadzenēs. Tā rezultātā dažas no šīm šūnām nonāk perifērajās asinīs. Ar papildu G-CSF devu palīdzību šo procesu var atkārtot, un asinīs uzkrājas pluripotentās cilmes šūnas. Šo procesu sauc arī par aferēzi. Aferēze ir izrādījusies noderīga cilmes šūnu donoriem vai pacientiem, kas pakļauti intensīvai ķīmijterapijai. Tādā veidā ķīmijterapijas pacientiem var būt savas asinis, kas bagātinātas ar cilmes šūnām, kuras atkal pārstādītas.

Turpretī cilmes šūnu donori kaulu smadzeņu ziedošanas vietā var veikt normālu asins ziedošanu. Tāpēc G-CSF kalpo kā ārstnieciska viela un tiek izmantots hroniskas neitropēnijas gadījumā (neitrofilo granulocītu skaita samazināšanās), ķīmijterapijā vai cilmes šūnu transplantācijā.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

G-CSF ir integrēts sarežģītajā organisma homeostātiskajā tīklā. Granulocītu koloniju stimulējošais faktors ir gan imūnsistēmas, gan endokrīnās sistēmas sastāvdaļa. Kaulu smadzeņu pluripotentām cilmes šūnām un nobriedušiem neitrofilu granulocītiem ir G-CSF receptori.

Ja nepieciešams, G-CSF olbaltumvielas saistās ar receptoriem un tādējādi nodrošina to efekta izvēršanos. Katrs organisms veido savu G-CSF. Tomēr, ja nepieciešamība palielinās, piemēram, ar smagām infekcijām, ķīmijterapiju vai vispārēju imūndeficītu, hormonu var nākties injicēt subkutāni. Plaši pazīstamas zāles ir pegfilgrastim un lipegfilgrastim. Tos ražo rekombinantā veidā no noteiktām zīdītāju šūnām, piemēram, CHO šūnām (ķīniešu kāmju olnīcām) vai no Escherichia coli. Aminoskābju sekvences ir identiskas abās ražošanas formās.

Glikozilācijā var būt atšķirības. Tomēr jaunāki produkti tiek glikozilēti tādā pašā stāvoklī kā oriģinālais G-CSF. Noteiktas apstrādes formas, piemēram, PEGilēšana, palielina zāļu pretestību un eliminācijas pusperiodu, nemainot to efektivitāti. Šim nolūkam G-CSF ir ķīmiski savienots ar polietilēnglikolu.

Slimības un traucējumi

Lietojot G-CSF, var būt arī blakusparādības. Kaulu un muskuļu sāpes ir visizplatītākās. To bieži pavada slikta dūša, vemšana, apetītes zudums un caureja. Var rasties arī gļotādu iekaisums un matu izkrišana. Sūdzības ir pastiprinātas neitrofilu veidošanās rezultāts, kas pēc tam izraisa pastiprinātu imūno reakciju.

Infiltrāti plaušās, kas cita starpā izraisa klepu, elpas trūkumu un drudzi, tiek novēroti retāk. Tas pat var izraisīt tā saucamo akūto elpošanas traucējumu sindromu (ARDS), kas norāda uz intensīvu plaušu reakciju uz ārējiem kaitīgiem faktoriem. Liesa var palielināties tik daudz, ka tā plīst. Vēl viens simptoms ir palielināta leikocitoze, t.i., palielināta balto asins šūnu veidošanās. Sirpjveida šūnu anēmijas gadījumā G-CSF nedrīkst lietot, jo saskaņā ar amerikāņu pētījumu šeit var rasties smagas blakusparādības, dažas no kurām pat izraisa vairāku orgānu mazspēju.

Tomēr daudzi pētījumi arī parāda, ka simptomi parasti ir atgriezeniski. Pēc terapijas ar G-CSF pārtraukšanas pazūd arī blakusparādības. Lai gan ārstēšanas laikā ar G-CSF palielinās neitrofilu veidošanās, pētījumos līdz šim nav konstatēts paaugstināts leikēmijas attīstības risks.