G-CSF

G-CSF er et peptidhormon som stimulerer dannelsen av granulocytter. Det er derfor av stor betydning for immunforsvarets funksjon. Hormonet gis også som et medikament til pasienter med et sterkt svekket immunforsvar for å stimulere produksjonen av nøytrofiler.

Hva er G-CSF?

G-CSF er forkortelsen for navnet Granulocytt koloni stimulerende faktor. Det er et peptidhormon som stimulerer dannelsen av granulocytter fra pluripotente stamceller. Den granulocyttkolonistimulerende faktoren tilhører cytokinene.

Generelt er cytokiner proteiner som er ansvarlige for spredning av immunceller og dermed kontrollerer immunresponsen. Det er forskjellige typer cytokiner. Peptidhormonet G-CSF er en av de kolonistimulerende faktorene. Kjemisk sett er human G-CSF et glykoprotein som består av 174 aminosyrer. Ved 133 er det aminosyren treonin, som er glykosylert ved hydroksylgruppen. Den ikke-proteinogene delen av molekylet på det glykosylerte stedet er omtrent fire prosent av molekylvekten. Den består av komponentene α-N-acetyl-neuraminic acid, N-acetyl-galactosamine og β-galactose.

Glykosyleringen har en stabiliserende effekt på proteinet. Samtidig spiller det også en viktig rolle i visse funksjoner, for eksempel å aktivere modne granulocytter for å bekjempe nåværende smittekilder. G-CSF inneholder også to disulfidbroer, som bestemmer den sekundære strukturen til proteinet. Det kodende genet for G-CSF er lokalisert på kromosom 17 hos mennesker.

Funksjon, effekt og oppgaver

Som nevnt tidligere er G-CSF en viktig faktor i immunforsvaret. Det stimulerer de umodne avkomcellene i det bloddannende systemet (hematopoietisk system eller pre-CFU) til å differensiere og spre seg. Dette betyr at de udifferensierte pluripotente stamcellene under påvirkning av G-CSF differensierer til granulocytter og formerer seg gjennom celledeling.

Granulocytter er nøytrofile hvite blodlegemer som fungerer som såkalte fagocytter. Disse blir effektive når organismen er infisert av bakterier. Med hver bakteriell infeksjon multipliserer fagocytter fra udifferensierte stamceller. G-CSF stimulerer også modne granulocytter til å bevege seg til smittekildene for å drepe bakteriene der. I denne funksjonen støttes molekylet av dets glykosyleringsbundne rester. Ved smittekilden kan G-CSF dermed øke dannelsen av hydrogenperoksyd i granulocyttene, noe som gjør drepingen av bakterier enda mer effektiv.

En tredje funksjon av G-CSF er å få hematopoietiske stamceller til å løsrive seg fra omgivelsene i benmargen. Som et resultat kommer noen av disse cellene i perifert blod. Ved hjelp av ytterligere doser av G-CSF kan denne prosessen gjentas, hvorved pluripotente stamceller samler seg i blodet. Denne prosessen er også kjent som aferese. Aferese har vist seg nyttig for stamcelledonorer eller for pasienter utsatt for intens cellegift. På denne måten kan cellegiftpasienter få sitt eget blod beriket med stamceller transplantert igjen.

Stamcelledonorer kan derimot gi en normal bloddonasjon i stedet for en benmargsdonasjon. G-CSF fungerer derfor som et medisinsk stoff og brukes ved kronisk nøytropeni (reduksjon i neutrofile granulocytter), i cellegift eller i stamcelletransplantasjoner.

Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier

G-CSF er integrert i det komplekse homeostatiske nettverket av organismen. Den granulocyttkolonistimulerende faktoren er en del av både immunforsvaret og det endokrine systemet. De pluripotente stamcellene i benmargen og de modne neutrofile granulocytter har reseptorer for G-CSF.

Når det er nødvendig, binder proteinene fra G-CSF seg til reseptorene og sikrer dermed at effekten av dem utspiller seg. Hver organisme danner sin egen G-CSF. Imidlertid, hvis behovet øker, for eksempel ved alvorlige infeksjoner, cellegift eller generell immunsvikt, kan hormonet måtte injiseres subkutant. Kjente medisiner er pegfilgrastim og lipegfilgrastim. Disse produseres rekombinant fra visse pattedyrceller som CHO-celler (Chinese Hamster Ovary) eller fra Escherichia coli. Aminosyresekvensene er identiske i begge produksjonsformer.

Det kan være forskjeller i glykosylering. Nyere produkter er imidlertid glykosylert i samme posisjon som den opprinnelige G-CSF. Visse behandlingsformer som PEGylering øker medisinenes resistens og halveringstid når de brukes uten å endre effektiviteten. For dette formålet er G-CSF kjemisk bundet til polyetylenglykol.

Sykdommer og lidelser

Det kan også være bivirkninger når du bruker G-CSF. Ben- og muskelsmerter er de vanligste. Dette er ofte ledsaget av kvalme, oppkast, tap av matlyst og diaré. Betennelse i slimhinnene og håravfall kan også oppstå. Klagene er et resultat av økt dannelse av nøytrofiler, som deretter utløser økte immunreaksjoner.

Infiltrater i lungene, som blant annet forårsaker hoste, pustebesvær og feber, observeres sjeldnere. Dette kan til og med føre til det såkalte Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS), som indikerer en intensiv reaksjon av lungene på ytre skadelige faktorer. Milten kan forstørres så mye at den sprenger. Et annet symptom er økt leukocytose, dvs. den økte dannelsen av hvite blodlegemer. I nærvær av sigdcelleanemi, må ikke G-CSF brukes fordi det ifølge en amerikansk studie kan forekomme alvorlige bivirkninger her, hvorav noen til og med fører til multippel organsvikt.

Imidlertid viser mange studier også at symptomene vanligvis er reversible. Etter å ha avsluttet G-CSF-terapi, forsvinner også bivirkningene. Selv om det er en økt dannelse av nøytrofiler under behandling med G-CSF, har studier så langt ikke funnet noen økt risiko for å utvikle leukemi.