G-CSF

G-CSF הוא הורמון פפטיד המעורר היווצרות גרנולוציטים. לפיכך יש חשיבות רבה לתפקוד מערכת החיסון. ההורמון ניתן גם כתרופה לחולים עם מערכת חיסון מוחלשת מאוד כדי לעורר ייצור נויטרופילים.

מה זה G-CSF?

G-CSF הוא הקיצור של השם גורם מעורר גרנולוציט. זהו הורמון פפטיד המעורר היווצרות גרנולוציטים מתאי גזע פלוריפוטנטים. הגורם המעורר מושבה גרנולוציט שייך לציטוקינים.

באופן כללי, ציטוקינים הם חלבונים האחראים להתפשטות תאי החיסון ובכך לשלוט בתגובה החיסונית. ישנם סוגים שונים של ציטוקינים. הורמון הפפטיד G-CSF הוא אחד הגורמים המגרים את המושבה. במונחים כימיים, ה- G-CSF האנושי הוא גליקופרוטאין המורכב מ -174 חומצות אמינו, וב- 133 קיימת חומצת האמינו טרונין, הגליקוזילטית בקבוצת ההידרוקסיל שלה. החלק הלא פרוטאוגנוני של המולקולה באתר הגליקוזילט הוא כארבעה אחוז מהמשקל המולקולרי. זה מורכב מהמרכיבים α-N-acetyl-neuraminic acid, N-acetyl-galactosamine ו- β-galactose.

הגליקוזילציה משפיעה על החלבון. במקביל, הוא ממלא גם תפקיד חשוב בפונקציות מסוימות, כמו הפעלת גרנולוציטים בוגרים למאבק במקורות זיהום עכשוויים. G-CSF מכיל גם שני גשרי דיסולפיד, הקובעים את המבנה המשני של החלבון. הגן המקודד ל- G-CSF נמצא בכרומוזום 17 בבני אדם.

פונקציה, אפקט ומשימות

כאמור, G-CSF הוא גורם חשוב במערכת החיסון. זה מגרה את תאי אבות הבגרות של המערכת היוצרת דם (מערכת hemopoietic או pre-CFU) להבדיל ולהתרבות. משמעות הדבר היא שתאי הגזע הפלוריפוטנטים הבלתי מובחנים תחת השפעת G-CSF מתבדלים לגרנולוציטים ומתרבים דרך חלוקת תאים.

גרנולוציטים הם תאי דם לבנים נויטרופיליים המשמשים כ"פגוציטים "כביכול. אלה הופכים ליעילים כאשר האורגניזם נגוע על ידי חיידקים. עם כל זיהום בקטריאלי, הפגוציטים מתרבים מתאי אבות לא מובחנים. G-CSF ממריץ גם גרנולוציטים בוגרים לעבור למקורות הזיהום על מנת להרוג את החיידקים שם. בפונקציה זו, המולקולה נתמכת בשאריות הכרוכות בגליקוזילציה שלה. במקור הזיהום, G-CSF יכול אפוא להגביר את היווצרות מי החמצן בגרנולוציטים, מה שהופך את הריגת החיידקים ליעילה עוד יותר.

תפקידו השלישי של G-CSF הוא לגרום לתאי אבות ההמטופואיטיים להתנתק מהסביבה שלהם במח העצם. כתוצאה מכך, חלק מהתאים הללו נכנסים לדם ההיקפי. בעזרת מינונים נוספים של G-CSF, ניתן לחזור על תהליך זה, לפיו תאי גזע פלוריפוטנטיים מצטברים בדם. תהליך זה ידוע גם כאפרזיס. אפרזיס הוכח כמועיל לתורמי תאי גזע או לחולים שנחשפו לכימותרפיה אינטנסיבית. באופן זה, מטופלים בכימותרפיה יכולים להיות מועשרים בדם שלהם בתאי גזע.

תורמי תאי גזע, לעומת זאת, יכולים להגיש תרומת דם רגילה במקום תרומת מח עצם. לפיכך, G-CSF משמש כחומר רפואי ומשמש בנטרופניה כרונית (הפחתה בגרנולוציטים נויטרופילים), בכימותרפיה או בהשתלות תאי גזע.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

G-CSF משולב ברשת ההומאוסטטית המורכבת של האורגניזם. הגורם המעורר מושבה גרנולוציטים הוא חלק ממערכת החיסון והן מהמערכת האנדוקרינית. לתאי הגזע הפלוריפוטנטיים של מח העצם ולגרנולוציטים נויטרופילים בוגרים יש קולטנים ל- G-CSF.

במידת הצורך, החלבונים של G-CSF נקשרים לקולטנים ובכך מבטיחים כי השפעתם תתגלה. כל אורגניזם מהווה G-CSF משלו. עם זאת, אם הצורך גובר, כמו למשל עם זיהומים קשים, כימותרפיה או מחסור כללי בחיסון, יתכן שיהיה צורך להזריק את ההורמון תת עורית. תרופות ידועות הן pegfilgrastim ו- lipegfilgrastim. אלה מיוצרים רקומביננטיות מתאי יונקים מסוימים כגון תאי CHO (שחלה אוגר סינית) או מקולי Escherichia. רצפי חומצות האמינו זהים בשתי צורות הייצור.

יתכנו הבדלים בגליקוזילציה. עם זאת, מוצרים חדשים יותר הם בעלי גליקוזילציה באותה מיקום כמו ה- G-CSF המקורי. צורות מסוימות של עיבוד כגון PEGylation מגבירות את העמידות ואת מחצית החיים של התרופות בעת השימוש בהן מבלי לשנות את יעילותן. למטרה זו, G-CSF נקשר כימית לפוליאתילן גליקול.

מחלות והפרעות

יכולות להיות גם תופעות לוואי בעת השימוש ב- G-CSF. כאבי עצם ושרירים הם הנפוצים ביותר. לרוב זה מלווה בבחילות, הקאות, אובדן תיאבון ושלשול. דלקת בריריות ואובדן שיער יכולים להתרחש גם כן. התלונות הינן תוצאה של היווצרות מוגברת של נויטרופילים אשר לאחר מכן מעוררים תגובות חיסוניות מוגברות.

מסתננים חדירות בריאות, שגורמות בין היתר שיעול, קוצר נשימה וחום, נצפות בתדירות נמוכה יותר. זה אפילו יכול להוביל לתופעה כביכול של תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS) שמצביעה על תגובה אינטנסיבית של הריאות לגורמים פוגעים חיצוניים. הטחול יכול להגדיל עד כדי כך שהוא קורע. תסמין נוסף הוא ליקוציטוזיס מוגבר, כלומר היווצרות מוגברת של תאי דם לבנים. בנוכחות אנמיה חרמשית, אסור להשתמש ב- G-CSF מכיוון שלפי מחקר אמריקני עלולות להופיע כאן תופעות לוואי קשות שחלקן אף מביאות לכישלון מרובה האיברים.

עם זאת, מחקרים רבים מראים כי התסמינים בדרך כלל הפיכים. לאחר הפסקת הטיפול עם G-CSF, תופעות הלוואי נעלמות גם הן. למרות שישנה התפתחות מוגברת של נויטרופילים במהלך הטיפול ב- G-CSF, מחקרים עד כה לא מצאו סיכון מוגבר להתפתחות לוקמיה.