כניסה 
עקבו אחרינו בפייסבוק גורם המעודד מושבת גרנולוציטים - Granulocyte colony-stimulating factor
הופניתם מהדף Granulocyte colony stimulating factor לדף הנוכחי.
| מדריך בדיקות מעבדה | |
| גורם המעודד מושבת גרנולוציטים | |
|---|---|
| Granulocyte colony-stimulating factor | |
| שמות אחרים | G-CSF, GCSF, Colony-stimulating factor 3, CSF 3, גורמי גדילה המטופויטיים, סערה ציטוקינית |
| 250 פיקסלים | |
| מעבדה | כימיה בדם או אימונולוגיה בדם |
| תחום | אימונולוגיה של מצבים דלקתיים או ממאירים. |
 | |
| טווח ערכים תקין | פחות מ-15 פיקוגרם/מ"ל. |
| יוצר הערך | פרופ' בן-עמי סלע |
מטרת הבדיקה
הבנת האטיולוגיה של מחלות עם דלקת כרונית או עם זיהומים, כאשר בדיקה זו משמשת בהקשר של מידע קליני ובדיקות מעבדה אחרות. הבדיקה יכולה להיות שימושית בהערכה ובהתנהלות של מספר מחלות אוטו-אימוניות כגון rheumatoid arthritis. המדידה עשויה להיות שימושית בהערכה של מטופלים עם חשד של pulmonary alveolar proteinosis תורשתי, או במקרי סרטן בהם קיים מסלול המאותת של-GM-CSF.
מבוא
G-CSF הוא גליקופרוטאין המעודד את מח העצם ליצור גרנולוציטים ותאי-אב ולהפריש אותם לזרם הדם (Deotare וחב' ב-Bone Marrow Transplant משנת 2015, ו-Tay וחב' ב-Int J Hematol מאותה שנה). מבחינת תפקודו, G-CSF הוא ציטוקין והורמון, או סוג של CSF, והוא מיוצר על ידי מספר רקמות שונות. האנלוגים הפרמצויטים של G-CSF קרויים figrastim ו-lenograstim. בנוסף, G-CSF גם מעודד את ההישרדות, הפרוליפרציה ההתמיינות והתפקוד של קודמנים של נויטרופילים ושל נויטרופילים בשלים. G-CSF מיוצר על ידי האנדותליום, על ידי מקרופאגים ועל ידי מספר תאי חיסון נוספים. הגליקופרוטאין האנושי מצוי בשתי צורות, באורך של 174 ו-177 חומצות אמינו עם משקל מולקולרי של 19,600 דלטון. הצורה שהיא יותר שכיחה ויותר פעילה של 174 חומצות אמינו, משמשת להתפתחות תוצרים פרמצבטיים על ידי טכנולוגיית DNA רה-קומביננטית (rDNA) (Bendall ו-Bradstock ב-Cytokine & Growth Factor Reviews משנת 2014).
תאי דם לבנים
הקולטן של G-CSF ממוקם על תאי קודמן במח העצם, ובתגובה לגירוי על ידי G-CSF, הוא מאתחל את הפרוליפרציה וההתמיינות ליצירת גרנולוציטים בשלים. G-CSF מעודד את ההישרדות, פרוליפרציה, התמיינות ותפקוד של קודמנים של נויטרופילים ושל נויטרופילים בשלים. G-CSF מווסת תאים אלה תוך שימוש ב-Janus kinase (JAK)/signal transducer and activator of transcription (STAT), וב-Ras/mitogen-activated protein kinase (MAPK), כמו גם על ידי מסלול הטרנסדוקציה phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/protein kinase B (Akt).
מערכת המטו-פויאטית
תפקיד נוסף של G-CSF הוא בהשרייה פוטנטית של הגיוס של תאי-אב הטופפויאטטים (להלן HSC) ממח העצם לזרם הדם, אף על פי שהראו שאין ל-G-CSF השפעה ישירה על האבות הקדמונים (progenitors) ההמטו-פויאטיים המגויסים (Thomas וחב' ב-Curr Opin Hematol משנת 2002).
נוירונים
G-CSF יכול גם לפעול על נוירונים כגורם נוירוטרופי. אכן, הקולטן שלו מבוא על ידי נוירונים במוח ובחוט השדרה. הפעילות של G-CSF ב-CNS היא בהשרייה של נוירוגנזה, בהגדלת הנוירופלסטיות ובמניעת אפופטוזיס (Thomas וחב' ב-Mechanisms of mobilization of hematopoietic progenitors משנת 2002, ו-Schneider וחב' ב-J Clin Invest משנת 2005). תכונות אלו נחקרות בדרך לפיתוח טיפולים למחלות נוירולוגיות כגון אי ספיקה של המוחון (Pitzer וחב' ב-Brain משנת 2008).
גנטיקה
הגן המקודד ל-G-CSF ממוקם על כרומוזום 17, בעמדה q11.2-q12 (England וחב' ב-Scientific Rep משנת 2016). נמצא שהגן ל-G-CSF הוא בעל ארבעה אינטרונים, וששני פוליפפטידים מסונתזים על ידי אותו גן על ידי splicing דיפרנציאלי של mRNA. שני פוליפפטידים אלה שונים על ידי נוכחות או היעדרות של 3 חומצות אמינו. מחקרים מצביעים על כך ששני פוליפפטידים אלה הם בעלי פעילות אותנטית של G-CSF. קיימת השערה שהיציבות של G-CSF mRNA מווסתת על ידי אלמנט של RNA הקרוי G-CSF factor stem-loop destabilising element.
מידע קליני
בתחילה, Granulocyte macrophage-colony stimulating factor (להלן GM-CSF) תואר כגורם גדילה המטו-פויאטי הפועל במח העצם על תאים קדמונים, ומשרה התמיינות ושגשוג של תאים מיאלואידים (Hamilton ב-J Exp Med משנת 2020). עם זאת, עכברים החסרים את הגן ל-GM-CSF המשיכו בתהליך המיאלופויאזה. לעומת זאת, הפנוטיפ הפרדומיננטי של עכברי knock-out של GM-CSF היה דומה ל-pulmonary alveolar proteinosis (PAP) האנושי, מצב המתאפיין על ידי הצטברות של surfactant בריאות (Stanley וחב' ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 1994). בעקבות זאת, נצפה שההתייחסות לבערך 90% של ה-PAP האנושי היא כאל PAP אוטואימוני, הכרוך עם אוטו-נוגדנים ספציפיים ל-GM-CSF (Sakagami וחב' ב־N Eng J Med משנת 2009). הראיות מעכברים ומבני-אדם מצביעות על התפקיד הקריטי של GM-CSF בשמירה על תפקוד ראוי של מאקרופגים אלבאולריים. תצפיות אלו הביאו למחקרים נוספים ללימוד בתפקיד של מולקולה זו במצבי דלקת כרוניים ובמחלות אוטו-אימוניות.
אחד המחקרים הראשונים בתחום זה הדגים שמטופלים עם rheumatoid arthritis חמור או מתון הם בעלי ריכוזים מוגברים משמעותית של GM-CSF בפלזמה בהשוואה לביקורת בריאה (Fiehn וחב' ב-Z Rheumatol משנת 1992). בנוסף, טיפול באלה עם תסמונת Felty וראומטואיד ארטריטיס עם GM-CSF שנועד להגדיל את ספירת הנויטרופילים, הביא להחמרה של ארטריטיס דלקתית (Hazenberg וחב' ב-Blood משנת 1989). במחקר עדכני הודגם שרמות מוגברות של GM-CSF נמצאות במטופלים עם axial spondyloarthropathy בהשוואה לביקורת, ושריכוזים של ציטוקין זה היו במתאם עם פעילות המחלה (Papagoras וחב' ב-Arthritis Res Ther משנת 2022). מקובל היום ש-GM-CSF משחק תפקיד בפתולוגיה של מספר מחלות דלקתיות כרוניות, ובתור שכזה הוא מהווה יעד תרפויטי (Lee וחב' ב-Immunotargets Ther משנת 2020). ישנם ארבעה נוגדנים חד-שבטיים המכוונים כנגד המסלול של GM-CSF (Lazarus וחב' ב-Front Immunol משנת 2021). אחד הנוגדנים הראשונים, mavrilimumab, הוא ספציפי לשרשרת אלפא של הקולטן של GM-CSF. שלושת הנוגדנים האחרים, otilimab ,namilumab ו-lenzilumab, מכוונים כנגד GM-CSF ישירות. מספר ניסויים קליניים ב-phase 2 עם הנוגדן namilumab ב-RA וב-plaque psoriasis הושלמו, וניסוי קליני במקרים של axial spondyloarthropathy מגייס משתתפים. Otilimab עובר הערכה ב-phase 2 עם מטופלים הלוקים ב-RA, ואינם מגיבים לתרופות אנטי-ראומטיות. Lenzilumab נמצא בהערכה כטיפול חדיש באסתמה.
אין להשתמש במדידת GM-CSF על מנת לבסס או לשלול אבחון ספציפי. ריכוז נורמלי של GM-CSF אינו שולל את האפשרות של זיהום או של מצב דלקתי. הריכוזים של GM-CSF יכולים להיות מושפעים על ידי חומרים אימונו-מודולריים.
השימוש הרפואי
נויטרופניה מושרית על ידי כימותרפיה: טיפול כימותרפי יכול לגרום ל-myelosuppression ולרמות נמוכות בצורה שאינה מקובלת של תאי-דם לבנים (leukopenia), מה שהופך את המטופלים לחשופים לזיהומים ולספסיס. G-CSF מעודד את היצירה של גרנולוציטים. באונקולוגיה ובהמטולוגיה, צורה רקומביננטית של G-CSF משמשת בחלק מחולי הסרטן להחיש את ההתאוששות מהמחלה ולהפחית את התמותה כתוצאה מ-neutropenia לאחר כימותרפיה, מה שמאפשר יעילות גדולה יותר של הטיפול (Nagata וחב' ב-Nature משנת 1986). תכשיר G-CSF מוחדר לחולי סרטן של השימוש ב-G-CSF על ידי הזרקה מתחת לעור או בעירוי לתוך הווריד (Lyman וחב' ב-.Ann Oncol משנת 2013). לראשונה, G-CSF נוסה כתרפיה במקרים של neutropenia מושרית על ידי כימותרפיה, בשנת 1988. הטיפול נסבל היטב, ונמצא שבתלות במינון של G-CSF חלה עלייה במספר הנויטרופילים (Morstyn וחב' ב-Lancet משנת 1988). הטיפול עם G-CSF נמצא מפחית את איבוד הטלומרים שחווים בטיפול עם כימותרפיה (Szyper-Kravitz וחב' ב-British Journal of Haematology משנת 2003).
השימוש ב -G-CSF במקרים של neutropenia הנגרמת, כתוצאה מהטיפול עם clozapine, שהיא תרופה אנטי-פסיכוטית בטיפול עם סכיזופרניה. G-CSF עשוי לשקם את ספירת הנויטרופילים. G-CSF משמש להגדיל את מספר תאי האב ההמטופויאטיים בדם של תורמי דם. למטרה זו, G-CSF נראה בטיחותי בהיריון במהלך ההשרשה כמו גם בטרימסטרים השני והשלישי (Paydaş וחב' ב-Brit J Haematol משנת 1993). הנקה צריכה להיפסק לתקופה של שלושה ימים לאחר ההחדרה של G-CSF, כדי לאפשר פינוי התרופה מחלב האם. אנשים שטופלו עם G-CSF, לא מצויים בסיכון מוגבר ללקות בלויקמיה, בהשוואה לאלה שלא טופלו עם G-CSF. במודלים של יצירת נויטרופילים לאחר כימותרפיה עם התכשיר Zalipsis, שפותחו כדי לגרום לאופטימיזציה של הטיפול עם G-CSF במצבים כימותרפיים על מנת למנוע נויטרופניה מתונה (Craig וחב' ב-J Theoret Biol משנת 2015).מחלת העור Sweet's syndrome ידועה כתופעת לוואי של טיפול עם G-CSF.
היסטוריה
שתי קבוצות מחקר זיהו בשנות ה-60 גורמים מעודדים של מושבות בעכברים: הקבוצה של Donald Metcalf מאוסטרליה, והקבוצה של Leo Sachs במכון וויצמן (Badley ו-Metcalf ב-Australian J Exp Biol Med Sci משנת 1966, ו-Ichikawa וחב' ב-Proc Natl Acad Sci USA מאותה שנה). בשנת 1980, Antony Burgess ו-Metcalf פרסמו ב-Int J Cancer שנוזל מהריאות של עכבר הכיל שני GM-CSFs שונים, שעודדו יצירת מושבות של נויטרופילים. בשנת 1983 קבוצתו של Metcalf בודדה ציטוקין של עכברים מנוזל ריאות של עכברים שטופלו עם אנדו-טוקסין (Nicola וחב' ב-J Biol Chem משנת 1983, ו-Metcalf ב-Science משנת 1985). בשנת 1985, Karl Welte וחב' ממכון Sloan Kettering בניו יורק, בודדו G-CSF אנושי מסרטן שלפוחית השתן (Welte וחב' ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 1985). בשנת 1986 Karl Welte רשם פטנט על השיטה לייצר ולהשתמש ב-G-CSF אנושי תחת השם "human pluripotent colony stimulating factor" (להלן P-CSF). כמו כן, בשנת 1986 שתי קבוצות מחקר בלתי-תלויות שיבטו את הגן המקודד ל-G-CSF, מה שאפשר ייצור בקנה מידה גדול של הגורם האחרון והשימוש הקליני בו: הקבוצה של Nagata בשיתוף פעולה עם .Chugai Pharmaceutical Co היפנית, והקבוצה של Lawrence Souza בשיתוף פעולה עם קבוצתו של Karl Welte בגרמניה (Souza וחב' ב-Science משנת 1986).
וריאנטים פרמצבטיים
ה-G-CSF האנושי הרקומביננטי שסונתז במערכת ביטוי של E. coli קרוי filgrastim. ה-FDA אישר את filgrastim בפברואר 1991, והחומר שווק על ידי Amgen עם שם המותג Neupogen. החומר אושר לשימוש להפחית את הסיכון של הדבקה במטופלים עם ממאירויות לא-מיילואידיות הנוטלים תרופות אנטי-סרטניות myelosuppressive הכרוכות בנויטרופניה עם חום. קיימות מספר גרסאות גנריות כמו PEG-filgrastim (שם מותג Neulasta). צורת הפגילציה של filgrastim היא בעלת תקופת מחצית חיים ארוכה בהרבה, מה שמפחית את הצורך להזרקות יומיות. צורה נוספת של G-CSF רקומביננטי קרויה lenograstim ומסונתזת בתאי שחלה של אוגר סיני. בשנת 2015, נכלל filgrastim ברשימת התרופות החיוניות של WHO.
מחקר
התכשיר G-CSF הניתן מוקדם לאחר חשיפה לקרינה, עשוי לשפר את ספירת התאים הלבנים (Weisdorf וחב' ב-Biology of Blood and Marrow Transplantation משנת 2006, ו-Weinstock וחב' ב-Blood משנת 2008). נמצא ש-G-CSF יכול להפחית דלקת, ולהפחית את amyloid beta, כמו גם להסב לאחור פגיעה קוגניטיבית במודל עכברים של מחלת אלצהיימר (Sanchez-Ramos וחב' ב-Neuroscience משנת 2009). כתוצאה מתכונותיו המגנות על מערכת העצבים, G-CSF נחקר בהקשר לאי-ספיקה של המוחון, ומספר מחקרי פיילוט פורסמו על השפעתו במחלות נוירולוגיות אחרות כגון amyotrophic lateral sclerosis (Zhang וחב' ב-Amyotrophic Lateral Sclerosis משנת 2009).
הוראות לביצוע הבדיקה
את הדם יש ליטול במבחנת ספירת-דם (פקק סגלגל המכילה EDTA), ואת הפלזמה המופרדת יש להעביר למבחנת פלסטיק בהעברה למעבדה. מיד לאחר איסוף הדגימה, יש להכניס את המבחנה לתוך קוביות קרח. הסירכוז מתבצע למשך 10 דקות בצנטריפוגה מקוררת, במהירות של 10,000g. יש להקפיא את הדגימה תוך שעתיים מהפרדת הפלזמה. יש לפסול את הדגימה כאשר היא מאוד המוליטית, ליפמית, או איקטרית, או כאשר היא חוממה. יציבות הדגימה כאשר היא קפואה במבחנת EDTA היא של 21 יום.
שיטות הבדיקה: Bead-Based Multiplex Immunoassay או ELISA.
ראו גם
המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' בן-עמי סלע, המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-שומר;
החוג לגנטיקה מולקולארית וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב (יוצר הערך)