G-CSF

G-CSF เป็นฮอร์โมนเปปไทด์ที่กระตุ้นการสร้างแกรนูโลไซต์ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน ฮอร์โมนนี้ยังให้เป็นยาสำหรับผู้ป่วยที่มีระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอลงอย่างรุนแรงเพื่อกระตุ้นการสร้างนิวโทรฟิล

G-CSF คืออะไร?

G-CSF เป็นตัวย่อของชื่อ Granulocyte Colony ปัจจัยกระตุ้น. เป็นฮอร์โมนเปปไทด์ที่กระตุ้นการสร้างแกรนูโลไซต์จากเซลล์ต้นกำเนิดที่มีพลูริโปเทนต์ ปัจจัยกระตุ้นอาณานิคมของแกรนูโลไซต์เป็นของไซโตไคน์

โดยทั่วไปไซโตไคน์เป็นโปรตีนที่มีหน้าที่ในการแพร่กระจายของเซลล์ภูมิคุ้มกันและควบคุมการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน ไซโตไคน์มีหลายประเภท ฮอร์โมนเปปไทด์ G-CSF เป็นหนึ่งในปัจจัยกระตุ้นอาณานิคม ในทางเคมีมนุษย์ G-CSF คือไกลโคโปรตีนที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 174 ชนิดที่ตำแหน่ง 133 มีกรดอะมิโน ธ รีโอนีนซึ่งเป็นไกลโคซิลเลตที่หมู่ไฮดรอกซิล ส่วนที่ไม่ใช่โปรตีนเจนิกของโมเลกุลที่ไซต์ไกลโคซิลมีค่าประมาณร้อยละสี่ของน้ำหนักโมเลกุล ประกอบด้วยส่วนประกอบของα-N-acetyl-neuraminic acid, N-acetyl-galactosamine และβ-galactose

ไกลโคซิเลชั่นมีผลต่อการคงตัวของโปรตีน ในขณะเดียวกันก็มีบทบาทสำคัญในการทำงานบางอย่างเช่นการกระตุ้นแกรนูโลไซต์ที่โตเต็มที่เพื่อต่อสู้กับแหล่งที่มาของการติดเชื้อในปัจจุบัน G-CSF ยังมีสะพานไดซัลไฟด์สองตัวซึ่งกำหนดโครงสร้างทุติยภูมิของโปรตีน ยีนการเข้ารหัสสำหรับ G-CSF อยู่บนโครโมโซม 17 ในมนุษย์

ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ G-CSF เป็นปัจจัยสำคัญในระบบภูมิคุ้มกัน กระตุ้นเซลล์ต้นกำเนิดที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะของระบบสร้างเม็ดเลือด (ระบบเม็ดเลือดหรือก่อน CFU) เพื่อแยกความแตกต่างและเพิ่มจำนวน ซึ่งหมายความว่าเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ที่ไม่แตกต่างกันภายใต้อิทธิพลของ G-CSF จะแยกความแตกต่างออกเป็นแกรนูโลไซต์และทวีคูณผ่านการแบ่งเซลล์

Granulocytes เป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดนิวโทรฟิลิกที่ทำหน้าที่เป็นเซลล์ฟาโกไซต์ที่เรียกว่า สิ่งเหล่านี้จะมีผลเมื่อสิ่งมีชีวิตติดเชื้อแบคทีเรีย เมื่อติดเชื้อแบคทีเรียทุกครั้งฟาโกไซต์จะเพิ่มจำนวนขึ้นจากเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่แตกต่างกัน G-CSF ยังกระตุ้นให้ granulocytes ที่โตเต็มที่ย้ายไปยังแหล่งที่มาของการติดเชื้อเพื่อฆ่าแบคทีเรียที่นั่น ในฟังก์ชั่นนี้โมเลกุลได้รับการสนับสนุนจากสารตกค้างที่ถูกจับกับไกลโคซิเลชั่น ที่แหล่งที่มาของการติดเชื้อ G-CSF สามารถเพิ่มการสร้างไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในแกรนูโลไซต์ซึ่งทำให้การฆ่าเชื้อแบคทีเรียมีประสิทธิภาพมากขึ้น

หน้าที่ที่สามของ G-CSF คือการทำให้เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดแยกตัวออกจากสภาพแวดล้อมในไขกระดูก เป็นผลให้เซลล์เหล่านี้บางส่วนเข้าไปในเลือดส่วนปลาย ด้วยความช่วยเหลือของ G-CSF ในปริมาณต่อไปกระบวนการนี้สามารถทำซ้ำได้โดยที่เซลล์ต้นกำเนิดที่มีจำนวนมากจะสะสมอยู่ในเลือด กระบวนการนี้เรียกอีกอย่างว่า apheresis Apheresis ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์สำหรับผู้บริจาคเซลล์ต้นกำเนิดหรือสำหรับผู้ป่วยที่ได้รับเคมีบำบัดที่เข้มข้น ด้วยวิธีนี้ผู้ป่วยที่ได้รับเคมีบำบัดสามารถมีเลือดของตัวเองที่เติมเต็มด้วยเซลล์ต้นกำเนิดที่ปลูกถ่ายอีกครั้ง

ในทางกลับกันผู้บริจาคสเต็มเซลล์สามารถบริจาคโลหิตตามปกติแทนการบริจาคไขกระดูก G-CSF จึงทำหน้าที่เป็นสารยาและใช้ในนิวโทรพีเนียเรื้อรัง (การลดนิวโทรฟิลแกรนูโลไซต์) ในเคมีบำบัดหรือในการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิด

การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

G-CSF รวมอยู่ในเครือข่าย homeostatic ที่ซับซ้อนของสิ่งมีชีวิต ปัจจัยกระตุ้นอาณานิคมของแกรนูโลไซต์เป็นส่วนหนึ่งของทั้งระบบภูมิคุ้มกันและระบบต่อมไร้ท่อ เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ของไขกระดูกและแกรนูโลไซต์นิวโทรฟิลที่โตเต็มที่มีตัวรับ G-CSF

เมื่อจำเป็นโปรตีนของ G-CSF จะจับกับตัวรับและทำให้มั่นใจได้ว่าผลของมันจะแผ่ออกไป สิ่งมีชีวิตทุกชนิดสร้าง G-CSF ของตัวเอง อย่างไรก็ตามหากความจำเป็นเพิ่มขึ้นเช่นการติดเชื้อรุนแรงเคมีบำบัดหรือภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องทั่วไปอาจต้องฉีดฮอร์โมนเข้าใต้ผิวหนัง ยาที่รู้จักกันดีคือ pegfilgrastim และ lipegfilgrastim สิ่งเหล่านี้ผลิตขึ้นใหม่จากเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดเช่นเซลล์ CHO (รังไข่หนูแฮมสเตอร์จีน) หรือจาก Escherichia coli ลำดับของกรดอะมิโนจะเหมือนกันทั้งในรูปแบบการผลิต

อาจมีความแตกต่างของไกลโคซิเลชัน อย่างไรก็ตามผลิตภัณฑ์ที่ใหม่กว่าจะมีไกลโคซิลในตำแหน่งเดียวกับ G-CSF เดิม การประมวลผลบางรูปแบบเช่น PEGylation จะเพิ่มความต้านทานและครึ่งชีวิตของยาเมื่อใช้โดยไม่เปลี่ยนแปลงประสิทธิผล เพื่อจุดประสงค์นี้ G-CSF ถูกผูกมัดทางเคมีกับโพลีเอทิลีนไกลคอล

โรคและความผิดปกติ

นอกจากนี้ยังอาจมีผลข้างเคียงเมื่อใช้ G-CSF อาการปวดกระดูกและกล้ามเนื้อพบบ่อยที่สุด ซึ่งมักมาพร้อมกับอาการคลื่นไส้อาเจียนเบื่ออาหารและท้องร่วง การอักเสบของเยื่อเมือกและผมร่วงอาจเกิดขึ้นได้ ข้อร้องเรียนเป็นผลมาจากการสร้างนิวโทรฟิลที่เพิ่มขึ้นซึ่งจะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันที่เพิ่มขึ้น

การแทรกซึมเข้าไปในปอดซึ่งทำให้เกิดอาการไอหายใจถี่และมีไข้น้อยลง สิ่งนี้อาจนำไปสู่สิ่งที่เรียกว่า Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) ซึ่งบ่งบอกถึงปฏิกิริยาที่รุนแรงของปอดต่อปัจจัยที่สร้างความเสียหายภายนอก ม้ามสามารถขยายตัวได้มากจนแตก อาการอีกอย่างหนึ่งคือการเพิ่มขึ้นของเม็ดเลือดขาวเช่นการสร้างเม็ดเลือดขาวที่เพิ่มขึ้น ในกรณีที่มีโรคโลหิตจางชนิดเคียวไม่ควรใช้ G-CSF เนื่องจากจากการศึกษาของอเมริกาผลข้างเคียงที่รุนแรงอาจเกิดขึ้นได้ที่นี่ซึ่งบางส่วนอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของอวัยวะหลายส่วน

อย่างไรก็ตามการศึกษาจำนวนมากยังแสดงให้เห็นว่าอาการมักจะย้อนกลับได้ หลังจากหยุดการรักษาด้วย G-CSF ผลข้างเคียงก็หายไปเช่นกัน แม้ว่าจะมีการสร้างนิวโทรฟิลเพิ่มขึ้นในระหว่างการรักษาด้วย G-CSF แต่การศึกษายังไม่พบความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นในการเกิดมะเร็งเม็ดเลือดขาว