G-CSF is een peptidehormoon dat de vorming van granulocyten stimuleert. Het bezit dus een groot belang in de functie van de immuunsysteem Het hormoon wordt ook als medicijn gegeven aan patiënten met een ernstig verzwakte immuunsysteem om de vorming van neutrofiel wit te stimuleren bloed cellen.
Wat is G-CSF?
G-CSF is de afkorting voor granulocytkoloniestimulerende factor. Het is een peptidehormoon dat de vorming van granulocyten uit pluripotente stamcellen stimuleert. Granulocytkoloniestimulerende factor behoort tot de cytokinen. Over het algemeen zijn cytokines eiwitten die verantwoordelijk zijn voor de proliferatie van immuuncellen en daarmee de immuunrespons regelen. Er zijn verschillende soorten cytokines. Het peptidehormoon G-CSF is een van de koloniestimulerende factoren. Chemisch gezien is menselijk G-CSF een glycoproteïne bestaande uit 174 aminozuren Op plaats 133 bevindt zich het aminozuur threonine, dat aan zijn hydroxylgroep is geglycosyleerd. Het niet-proteïnogene deel van het molecuul op de geglycosyleerde plaats is goed voor ongeveer vier procent van het molecuulgewicht. Het bestaat uit de componenten α-N-acetyl-neuraminezuur, N-acetyl-galactosamine en β-galactose Glycosylering heeft een stabiliserende invloed op het eiwit. Tegelijkertijd speelt het ook een belangrijke rol bij bepaalde functies, zoals de activering van rijpe granulocyten om de huidige infectiehaarden te bestrijden. Verder bevat G-CSF nog twee disulfiden bruggen, die de secundaire structuur van het eiwit bepalen. Bij mensen is de codering gen want G-CSF bevindt zich op chromosoom 17.
Functie, effecten en rollen
Zoals eerder vermeld, is G-CSF een belangrijke factor van de immuunsysteem Het stimuleert de onrijpe voorlopercellen van het hematopoietische systeem (hematopoëtisch systeem of pre-CFU) om te differentiëren en zich te vermenigvuldigen. Dit betekent dat de ongedifferentieerde pluripotente stamcellen onder invloed van G-CSF differentiëren tot granulocyten en prolifereren door celdeling. Granulocyten zijn neutrofiel wit bloed cellen die functioneren als zogenaamde scavenger-cellen. Deze worden effectief wanneer het organisme wordt geïnfecteerd door bacteriën Elke bacteriële infectie resulteert dus in de proliferatie van fagocyten uit ongedifferentieerde voorlopercellen. Bovendien stimuleert G-CSF ook rijpe granulocyten om naar infectieplaatsen te gaan om de bacteriën Daar. In deze functie wordt het molecuul bijgestaan door zijn aan glycosylering gebonden deel. Op de plaats van infectie kan G-CSF dus de vorming van waterstof peroxide in granulocyten, waardoor het doden van bacteriën nog effectiever. Een derde functie van G-CSF is het losmaken van hematopoëtische voorlopercellen uit hun omgeving in de beenmerg Hierdoor kunnen sommige van deze cellen het perifere apparaat binnendringen bloed Met verder administratie van G-CSF, kan dit proces worden herhaald, wat resulteert in de accumulatie van pluripotente stamcellen in het bloed. Dit proces wordt ook wel aferese genoemd. Aferese is nuttig gebleken voor stamceldonoren of voor intensieve patiënten chemotherapie. Op deze manier, chemotherapie Patiënten kunnen hun eigen stamcelverrijkte bloed terug in hen laten transplanteren. Stamceldonoren kunnen op hun beurt een normaal maken bloed donatie in plaats van een beenmerg bijdrage. G-CSF dient dus als medicijn en wordt gebruikt bij chronische neutropenie (afname in neutrofielen granulocyten), chemotherapieof stamceltransplantatie.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
G-CSF is betrokken bij het complexe homeostatische netwerk van het organisme. Granulocyt-kolonie-stimulerende factor is een onderdeel van zowel het immuunsysteem als het endocriene systeem. Beenmerg pluripotente stamcellen en volwassen neutrofielen granulocyten beschikken over receptoren voor G-CSF. Indien nodig kan het eiwitten van G-CSF binden aan de receptoren en zorgen zo voor de ontvouwing van hun effect. Elk organisme produceert zijn eigen G-CSF. Wanneer de behoefte echter toeneemt, zoals in het geval van ernstige infecties, chemotherapie of algemeen immunodeficiencymoet het hormoon mogelijk subcutaan worden geïnjecteerd. Bekend drugs zijn pegfilgrastim en lipegfilgrastim. Deze worden op recombinante wijze geproduceerd uit bepaalde zoogdiercellen, zoals de CHO-cellen (ovarium van de Chinese hamster) of uit Escherichia coli. De aminozuursequenties zijn identiek in beide vormen van productie. Er kunnen verschillen zijn in glycosylering, maar nieuwere producten worden op dezelfde positie geglycosyleerd als het oorspronkelijke G-CSF. Bepaalde vormen van verwerking, zoals PEGylering, verhogen de stabiliteit en halfwaardetijd van het drugs in gebruik zonder hun doeltreffendheid te veranderen. Om dit te bereiken, wordt een chemische binding van G-CSF met polyethyleenglycol gecreëerd.
Ziekten en aandoeningen
Bijwerkingen kunnen ook optreden bij het gebruik van G-CSF. Bot en spieren pijn zijn de meest voorkomende. Deze worden vaak vergezeld door misselijkheid, braken, verlies van eetlust en diarree Mucosaal ontsteking en haaruitval kan ook voorkomen. De klachten zijn het gevolg van de toegenomen vorming van neutrofielen granulocyten, die vervolgens verhoogde immuunreacties veroorzaken. Minder vaak worden infiltraten in de longen waargenomen, waardoor hoesten, kortademigheid en koorts, naast andere symptomen. Dit kan zelfs leiden op het zogenaamde Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS), wat duidt op een intense reactie van de longen op externe schadelijke factoren. De milt kan vergroten tot het punt van miltruptuur Een ander symptoom is verhoogde leukocytose, dat is de verhoogde productie van witte bloedcellen G-CSF mag niet worden gebruikt in aanwezigheid van sikkelcel bloedarmoede, aangezien volgens een Amerikaanse studie hier ernstige bijwerkingen kunnen optreden, die soms zelfs leiden tot meervoudig orgaanfalen. Veel onderzoeken tonen echter ook aan dat de symptomen meestal omkeerbaar zijn. Na stopzetting van therapie bij G-CSF verdwijnen ook de bijwerkingen. Hoewel er een verhoogde vorming van neutrofielen is leukocyten Tijdens de behandeling met G-CSF hebben studies tot nu toe geen verhoogd risico op ontwikkeling gevonden leukemie.
