El factor estimulante de colonias de granulocitos ( G-CSF o GCSF ), también conocido como factor estimulante de colonias 3 ( CSF 3 ), es una glicoproteína que estimula la médula ósea para producir granulocitos y células madre y liberarlos en el torrente sanguíneo . [5] [6]
El G-CSF también estimula la supervivencia, proliferación, diferenciación y función de los precursores de neutrófilos y los neutrófilos maduros .
Función biológica
El G-CSF es producido por el endotelio , los macrófagos y otras células inmunitarias . La glicoproteína humana natural existe en dos formas: una proteína de 174 y otra de 177 aminoácidos con un peso molecular de 19.600 gramos por mol . La forma de 174 aminoácidos, más abundante y más activa, se ha utilizado en el desarrollo de productos farmacéuticos mediante tecnología de ADN recombinante (ADNr). [ cita requerida ]
El G-CSF también es un potente inductor de la movilización de células madre hematopoyéticas (HSC) desde la médula ósea al torrente sanguíneo, aunque se ha demostrado que no afecta directamente a los progenitores hematopoyéticos que se movilizan. [7]
Neuronas
El G-CSF también puede actuar sobre las células neuronales como factor neurotrófico. De hecho, su receptor se expresa en las neuronas del cerebro y la médula espinal. La acción del G-CSF en el sistema nervioso central es inducir la neurogénesis , aumentar la neuroplasticidad y contrarrestar la apoptosis . [8] [9] Estas propiedades están actualmente bajo investigación para el desarrollo de tratamientos de enfermedades neurológicas como la isquemia cerebral . [ cita requerida ]
Los dos polipéptidos se diferencian por la presencia o ausencia de tres aminoácidos. Los estudios de expresión indican que ambos tienen actividad GCSF auténtica. [ cita requerida ]
La quimioterapia puede causar mielosupresión y niveles inaceptablemente bajos de glóbulos blancos ( leucopenia ), lo que hace que los pacientes sean susceptibles a infecciones y sepsis . El G-CSF estimula la producción de granulocitos , un tipo de glóbulo blanco. En oncología y hematología , se utiliza una forma recombinante de G-CSF con ciertos pacientes con cáncer para acelerar la recuperación y reducir la mortalidad por neutropenia después de la quimioterapia , lo que permite regímenes de tratamiento de mayor intensidad. [11] Se administra a pacientes oncológicos por vía subcutánea o intravenosa. [12] Se han desarrollado un modelo QSP de producción de neutrófilos y un modelo PK/PD de un fármaco quimioterapéutico citotóxico (Zalypsis) para optimizar el uso de G-CSF en regímenes de quimioterapia con el objetivo de prevenir la neutropenia leve. [13]
El G-CSF se probó por primera vez como terapia para la neutropenia inducida por quimioterapia en 1988. El tratamiento fue bien tolerado y se observó un aumento dependiente de la dosis en los neutrófilos circulantes. [14]
Un estudio en ratones ha demostrado que el G-CSF puede disminuir la densidad mineral ósea . [15]
Se ha demostrado que la administración de G-CSF atenúa la pérdida de telómeros asociada con la quimioterapia. [16]
Uso en neutropenia inducida por fármacos
La neutropenia puede ser un efecto secundario grave de la clozapina , un medicamento antipsicótico utilizado en el tratamiento de la esquizofrenia . El G-CSF puede restablecer el recuento de neutrófilos. Tras volver a los valores iniciales tras suspender el medicamento, a veces se puede volver a administrar de forma segura con el uso adicional de G-CSF. [17] [18]
Amgen comercializó por primera vez el filgrastim con el nombre de marca Neupogen . Actualmente también se encuentran disponibles varias versiones biogenéricas en mercados como Europa y Australia. El filgrastim (Neupogen) y el PEG-filgrastim (Neulasta) son dos formas de rhG-CSF disponibles comercialmente. La forma PEG ( polietilenglicol ) tiene una vida media mucho más larga , lo que reduce la necesidad de inyecciones diarias.
Otra forma de rhG-CSF, llamada lenograstim, se sintetiza en células de ovario de hámster chino (células CHO). Como se trata de un sistema de expresión celular de mamíferos, el lenograstim es indistinguible del G-CSF humano natural de 174 aminoácidos. Aún no se han identificado consecuencias clínicas o terapéuticas de las diferencias entre filgrastim y lenograstim, pero no existen estudios comparativos formales.
Investigación
El G-CSF, cuando se administra poco después de la exposición a la radiación, puede mejorar el recuento de glóbulos blancos y se almacena para su uso en incidentes de radiación. [24] [25]
En 2004, Mesoblast planeó utilizar G-CSF para tratar la degeneración cardíaca inyectándolo en el torrente sanguíneo, además de SDF (factor derivado de células del estroma) directamente en el corazón. [26]
Debido a sus propiedades neuroprotectoras, el G-CSF se encuentra actualmente bajo investigación para la isquemia cerebral en una fase clínica IIb [28] y se han publicado varios estudios piloto clínicos para otras enfermedades neurológicas como la esclerosis lateral amiotrófica [29] . Se ha demostrado que una combinación de G-CSF humano y células de sangre del cordón umbilical reduce el deterioro causado por una lesión cerebral traumática crónica en ratas. [30]
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Enlaces externos
Factor estimulante de colonias de granulocitos en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P09919 (Factor estimulante de colonias de granulocitos) en el PDBe-KB .