G-CSF

G-CSF est une hormone peptidique qui stimule la formation de granulocytes. Il est donc d'une grande importance pour le fonctionnement du système immunitaire. L'hormone est également administrée en tant que médicament aux patients dont le système immunitaire est gravement affaibli pour stimuler la production de neutrophiles.

Qu'est-ce que le G-CSF?

G-CSF est l'abréviation du nom Facteur de stimulation des colonies de granulocytes. C'est une hormone peptidique qui stimule la formation de granulocytes à partir de cellules souches pluripotentes. Le facteur de stimulation des colonies de granulocytes appartient aux cytokines.

En général, les cytokines sont des protéines qui sont responsables de la prolifération des cellules immunitaires et contrôlent ainsi la réponse immunitaire. Il existe différents types de cytokines. L'hormone peptidique G-CSF est l'un des facteurs stimulant les colonies. En termes chimiques, le G-CSF humain est une glycoprotéine composée de 174 acides aminés.En 133, il y a l'acide aminé thréonine, qui est glycosylé au niveau de son groupe hydroxyle. La partie non protéinogène de la molécule au niveau du site glycosylé représente environ quatre pour cent du poids moléculaire. Il se compose des composants acide α-N-acétyl-neuraminique, N-acétyl-galactosamine et β-galactose.

La glycosylation a un effet stabilisant sur la protéine. En même temps, il joue également un rôle important dans certaines fonctions, telles que l'activation des granulocytes matures pour lutter contre les sources actuelles d'infection. Le G-CSF contient également deux ponts disulfure, qui déterminent la structure secondaire de la protéine. Le gène codant pour le G-CSF est situé sur le chromosome 17 chez l'homme.

Fonction, effet et tâches

Comme mentionné précédemment, le G-CSF est un facteur important du système immunitaire. Il stimule les cellules progénitrices immatures du système hématopoïétique (système hématopoïétique ou pré-CFU) à se différencier et à proliférer. Cela signifie que les cellules souches pluripotentes indifférenciées sous l'influence du G-CSF se différencient en granulocytes et se multiplient par division cellulaire.

Les granulocytes sont des globules blancs neutrophiles qui agissent comme des phagocytes. Ceux-ci deviennent efficaces lorsque l'organisme est infecté par des bactéries. À chaque infection bactérienne, les phagocytes se multiplient à partir de cellules progénitrices indifférenciées. Le G-CSF stimule également les granulocytes matures à se déplacer vers les sources d'infection afin d'y tuer les bactéries. Dans cette fonction, la molécule est supportée par son résidu lié à la glycosylation. A l'origine de l'infection, le G-CSF peut ainsi augmenter la formation de peroxyde d'hydrogène dans les granulocytes, ce qui rend la destruction des bactéries encore plus efficace.

Une troisième fonction du G-CSF est de provoquer le détachement des cellules progénitrices hématopoïétiques de leur environnement dans la moelle osseuse. En conséquence, certaines de ces cellules pénètrent dans le sang périphérique. Avec l'aide de doses supplémentaires de G-CSF, ce processus peut être répété, grâce à quoi des cellules souches pluripotentes s'accumulent dans le sang. Ce processus est également connu sous le nom d'aphérèse. L'aphérèse s'est avérée utile pour les donneurs de cellules souches ou pour les patients exposés à une chimiothérapie intense. De cette manière, les patients chimiothérapeutiques peuvent se faire greffer à nouveau leur propre sang en cellules souches.

Les donneurs de cellules souches, par contre, peuvent donner du sang normal au lieu d'un don de moelle osseuse. Le G-CSF sert donc de substance médicinale et est utilisé dans la neutropénie chronique (réduction des granulocytes neutrophiles), en chimiothérapie ou dans les greffes de cellules souches.

Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales

Le G-CSF est intégré dans le réseau homéostatique complexe de l'organisme. Le facteur de stimulation des colonies de granulocytes fait partie à la fois du système immunitaire et du système endocrinien. Les cellules souches pluripotentes de la moelle osseuse et les granulocytes neutrophiles matures ont des récepteurs pour le G-CSF.

Lorsque cela est nécessaire, les protéines du G-CSF se lient aux récepteurs et s'assurent ainsi que leur effet se déploie. Chaque organisme forme son propre G-CSF. Cependant, si le besoin augmente, comme dans le cas d'infections sévères, de chimiothérapie ou d'immunodéficience générale, l'hormone peut devoir être injectée par voie sous-cutanée. Les médicaments bien connus sont le pegfilgrastim et le lipegfilgrastim. Ceux-ci sont produits de manière recombinante à partir de certaines cellules de mammifères telles que les cellules CHO (Chinese Hamster Ovary) ou d'Escherichia coli. Les séquences d'acides aminés sont identiques dans les deux formes de production.

Il peut y avoir des différences de glycosylation. Cependant, les produits plus récents sont glycosylés dans la même position que le G-CSF d'origine. Certaines formes de traitement telles que la PEGylation augmentent la résistance et la demi-vie des médicaments lorsqu'ils sont utilisés sans modifier leur efficacité. A cet effet, le G-CSF est chimiquement lié au polyéthylène glycol.

Maladies et troubles

Il peut également y avoir des effets secondaires lors de l'utilisation du G-CSF. Les douleurs osseuses et musculaires sont les plus courantes. Cela s'accompagne souvent de nausées, de vomissements, de perte d'appétit et de diarrhée. Une inflammation des muqueuses et une perte de cheveux peuvent également survenir. Les plaintes sont le résultat de la formation accrue de neutrophiles, qui déclenchent alors des réactions immunitaires accrues.

Les infiltrats dans les poumons, qui provoquent entre autres la toux, l'essoufflement et la fièvre, sont moins fréquemment observés. Cela peut même conduire au soi-disant syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA), qui indique une réaction intensive des poumons à des facteurs externes dommageables. La rate peut tellement grossir qu'elle se rompt. Un autre symptôme est une leucocytose accrue, c'est-à-dire une formation accrue de globules blancs. En présence d'anémie falciforme, le G-CSF ne doit pas être utilisé car, selon une étude américaine, des effets secondaires sévères peuvent survenir ici, dont certains conduisent même à une défaillance de plusieurs organes.

Cependant, de nombreuses études montrent également que les symptômes sont généralement réversibles. Après l'arrêt du traitement par G-CSF, les effets secondaires disparaissent également. Bien qu'il y ait une formation accrue de neutrophiles pendant le traitement par G-CSF, les études n'ont jusqu'à présent pas trouvé de risque accru de développer une leucémie.