G-CSF είναι μια πεπτιδική ορμόνη που διεγείρει το σχηματισμό κοκκιοκυττάρων. Είναι επομένως μεγάλης σημασίας για τη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος. Η ορμόνη χορηγείται επίσης ως φάρμακο σε ασθενείς με σοβαρά εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα για την τόνωση της παραγωγής ουδετερόφιλων.
Τι είναι το G-CSF;
Το G-CSF είναι η συντομογραφία για το όνομα Παράγοντας διέγερσης αποικιών κοκκιοκυττάρων. Είναι μια πεπτιδική ορμόνη που διεγείρει το σχηματισμό κοκκιοκυττάρων από πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα. Ο παράγοντας διέγερσης αποικιών κοκκιοκυττάρων ανήκει στις κυτοκίνες.
Γενικά, οι κυτοκίνες είναι πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνες για τον πολλαπλασιασμό των ανοσοκυττάρων και επομένως ελέγχουν την ανοσοαπόκριση. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι κυτοκινών. Η πεπτιδική ορμόνη G-CSF είναι ένας από τους παράγοντες που διεγείρουν την αποικία. Σε χημικούς όρους, ο ανθρώπινος G-CSF είναι μια γλυκοπρωτεΐνη που αποτελείται από 174 αμινοξέα, ενώ στο 133 υπάρχει το αμινοξύ θρεονίνη, το οποίο γλυκοζυλιώνεται στην υδροξυλομάδα του. Το μη πρωτεϊνογόνο τμήμα του μορίου στη γλυκοσυλιωμένη θέση είναι περίπου το 4% του μοριακού βάρους. Αποτελείται από τα συστατικά α-Ν-ακετυλο-νευραμινικό οξύ, Ν-ακετυλο-γαλακτοζαμίνη και β-γαλακτόζη.
Η γλυκοζυλίωση έχει σταθεροποιητική επίδραση στην πρωτεΐνη. Ταυτόχρονα, παίζει επίσης σημαντικό ρόλο σε ορισμένες λειτουργίες, όπως η ενεργοποίηση ώριμων κοκκιοκυττάρων για την καταπολέμηση των σημερινών πηγών μόλυνσης. Το G-CSF περιέχει επίσης δύο δισουλφιδικές γέφυρες, οι οποίες προσδιορίζουν τη δευτερογενή δομή της πρωτεΐνης. Το κωδικοποιητικό γονίδιο για το G-CSF βρίσκεται στο χρωμόσωμα 17 σε ανθρώπους.
Λειτουργία, εφέ & εργασίες
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το G-CSF είναι ένας σημαντικός παράγοντας στο ανοσοποιητικό σύστημα. Διεγείρει τα ανώριμα προγονικά κύτταρα του συστήματος σχηματισμού αίματος (αιματοποιητικό σύστημα ή προ-CFU) για διαφοροποίηση και πολλαπλασιασμό. Αυτό σημαίνει ότι τα μη διαφοροποιημένα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα υπό την επίδραση του G-CSF διαφοροποιούνται σε κοκκιοκύτταρα και πολλαπλασιάζονται μέσω της κυτταρικής διαίρεσης.
Τα κοκκιοκύτταρα είναι ουδετερόφιλα λευκά αιμοσφαίρια που δρουν ως τα λεγόμενα φαγοκύτταρα. Αυτά γίνονται αποτελεσματικά όταν ο οργανισμός μολυνθεί από βακτήρια. Με κάθε βακτηριακή λοίμωξη, τα φαγοκύτταρα πολλαπλασιάζονται από μη διαφοροποιημένα προγονικά κύτταρα. Το G-CSF διεγείρει επίσης ώριμα κοκκιοκύτταρα για να μετακινηθούν στις πηγές μόλυνσης προκειμένου να σκοτώσουν τα βακτήρια εκεί. Σε αυτή τη λειτουργία, το μόριο υποστηρίζεται από το υπόλειμμα γλυκοσυλίωσης. Στην πηγή της μόλυνσης, το G-CSF μπορεί έτσι να αυξήσει το σχηματισμό υπεροξειδίου του υδρογόνου στα κοκκιοκύτταρα, γεγονός που καθιστά τη θανάτωση των βακτηρίων ακόμη πιο αποτελεσματική.
Μια τρίτη λειτουργία του G-CSF είναι να προκαλέσει την απόσπαση των αιματοποιητικών προγονικών κυττάρων από το περιβάλλον τους στο μυελό των οστών. Αυτό σημαίνει ότι μερικά από αυτά τα κύτταρα εισέρχονται στο περιφερικό αίμα. Με τη βοήθεια περαιτέρω δόσεων G-CSF, αυτή η διαδικασία μπορεί να επαναληφθεί, με την οποία συσσωρεύονται πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα στο αίμα. Αυτή η διαδικασία είναι επίσης γνωστή ως αφαίρεση. Η αφαίρεση έχει αποδειχθεί χρήσιμη για δότες βλαστικών κυττάρων ή για ασθενείς που εκτίθενται σε έντονη χημειοθεραπεία. Με αυτόν τον τρόπο, οι ασθενείς με χημειοθεραπεία μπορούν να εμπλουτίσουν ξανά το αίμα τους με βλαστικά κύτταρα.
Οι δότες βλαστικών κυττάρων, από την άλλη πλευρά, μπορούν να δωρίσουν κανονικό αίμα αντί για δωρεά μυελού των οστών. Επομένως, το G-CSF χρησιμεύει ως φαρμακευτική ουσία και χρησιμοποιείται στη χρόνια ουδετεροπενία (μείωση των κοκκιοκυττάρων ουδετερόφιλων), στη χημειοθεραπεία ή σε μεταμοσχεύσεις βλαστικών κυττάρων.
Εκπαίδευση, εμφάνιση, ιδιότητες και βέλτιστες τιμές
Το G-CSF είναι ενσωματωμένο στο σύνθετο ομοιοστατικό δίκτυο του οργανισμού. Ο παράγοντας διέγερσης αποικιών κοκκιοκυττάρων είναι μέρος τόσο του ανοσοποιητικού συστήματος όσο και του ενδοκρινικού συστήματος. Τα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα του μυελού των οστών και τα ώριμα ουδετερόφιλα κοκκιοκύτταρα έχουν υποδοχείς για το G-CSF.
Όταν είναι απαραίτητο, οι πρωτεΐνες του G-CSF συνδέονται με τους υποδοχείς και έτσι εξασφαλίζουν ότι η επίδρασή τους ξεδιπλώνεται. Κάθε οργανισμός σχηματίζει το δικό του G-CSF. Ωστόσο, εάν αυξηθεί η ανάγκη, όπως με σοβαρές λοιμώξεις, χημειοθεραπεία ή γενική ανοσοανεπάρκεια, η ορμόνη μπορεί να πρέπει να ενίεται υποδορίως. Τα γνωστά φάρμακα είναι το pegfilgrastim και το lipegfilgrastim. Αυτά παράγονται με ανασυνδυασμό από ορισμένα κύτταρα θηλαστικών όπως κύτταρα CHO (ωοθήκη κινεζικού χάμστερ) ή από Escherichia coli. Οι αλληλουχίες αμινοξέων είναι ίδιες και στις δύο μορφές παραγωγής.
Μπορεί να υπάρχουν διαφορές στη γλυκοσυλίωση. Ωστόσο, τα νεότερα προϊόντα γλυκοσυλιώνονται στην ίδια θέση με το αρχικό G-CSF. Ορισμένες μορφές επεξεργασίας όπως η PEGylation αυξάνουν την αντίσταση και τον χρόνο ημιζωής των φαρμάκων όταν χρησιμοποιούνται χωρίς να αλλάζουν την αποτελεσματικότητά τους. Για το σκοπό αυτό, το G-CSF συνδέεται χημικά με πολυαιθυλενογλυκόλη.
Ασθένειες & Διαταραχές
Μπορεί επίσης να υπάρχουν παρενέργειες κατά τη χρήση του G-CSF. Ο πόνος στα οστά και στους μυς είναι οι πιο συνηθισμένοι. Συνοδεύεται συχνά από ναυτία, έμετο, απώλεια όρεξης και διάρροια. Μπορεί επίσης να εμφανιστεί φλεγμονή των βλεννογόνων και απώλεια μαλλιών. Τα παράπονα είναι το αποτέλεσμα του αυξημένου σχηματισμού ουδετερόφιλων, τα οποία στη συνέχεια προκαλούν αυξημένες ανοσολογικές αντιδράσεις.
Οι διεισδύσεις στους πνεύμονες, οι οποίες μεταξύ άλλων προκαλούν βήχα, δύσπνοια και πυρετό, παρατηρούνται λιγότερο συχνά. Αυτό μπορεί ακόμη και να οδηγήσει στο λεγόμενο σύνδρομο οξείας αναπνευστικής δυσφορίας (ARDS), το οποίο υποδηλώνει εντατική αντίδραση των πνευμόνων σε εξωτερικούς επιβλαβείς παράγοντες. Η σπλήνα μπορεί να μεγεθύνει τόσο πολύ ώστε να σπάσει. Ένα άλλο σύμπτωμα είναι η αυξημένη λευκοκυττάρωση, δηλαδή ο αυξημένος σχηματισμός λευκών αιμοσφαιρίων. Παρουσία δρεπανοκυτταρικής αναιμίας, το G-CSF δεν πρέπει να χρησιμοποιείται επειδή, σύμφωνα με μια αμερικανική μελέτη, μπορεί να εμφανιστούν σοβαρές παρενέργειες εδώ, μερικές από τις οποίες οδηγούν ακόμη και σε πολλαπλή ανεπάρκεια οργάνων.
Ωστόσο, πολλές μελέτες δείχνουν επίσης ότι τα συμπτώματα είναι συνήθως αναστρέψιμα. Μετά τη διακοπή της θεραπείας με G-CSF, οι παρενέργειες εξαφανίζονται επίσης. Παρόλο που υπάρχει αυξημένος σχηματισμός ουδετερόφιλων κατά τη διάρκεια της θεραπείας με G-CSF, μέχρι στιγμής μελέτες δεν έχουν βρει αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης λευχαιμίας.
