Ematologia: Funzioni di G-CSF e GM-CSF

Il midollo osseo è un tessuto morbido, grassoso, situato nelle ossa e responsabile della produzione di cellule ematiche: globuli rossi, piastrine e globuli bianchi.

Il parenchima extravascolare è la parte del midollo osseo dove avviene l'ematopoiesi. È composto da un tessuto organizzato intorno a un'impalcatura di fibroblasti, macrofagi, cellule endoteliali e adipociti, che fornisce un ambiente per la proliferazione, differenziazione e maturazione delle cellule del sangue.

Il parenchima intravascolare del midollo osseo è costituito da capillari venosi con un ampio lume, chiamati seni o sinusoidi midollari. È in questo compartimento che le cellule del sangue mature passano nel sistema circolatorio.

Il midollo osseo svolge due funzioni principali: mantenere un equilibrio dinamico tra la produzione e la distruzione delle cellule del sangue e rispondere a situazioni contingenti come infezioni, emorragie, variazioni di altitudine o chemioterapia.

Le cellule staminali pluripotenti sono cellule del midollo osseo che hanno la capacità di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula sanguigna.

I fattori di crescita emopoietici sono glicoproteine di natura ormonale che regolano la proliferazione e la maturazione delle cellule del sangue.

La proliferazione, la maturazione e la differenziazione delle cellule del sangue sono controllate dallo stroma midollare attraverso interazioni intercellulari e la produzione di fattori di crescita.

L'eritropoietina è un fattore di crescita che stimola la produzione di globuli rossi.

Una condizione in cui il numero di neutrofili nel sangue è inferiore alla norma.

I leucociti, in particolare i neutrofili e i monociti/macrofagi, sono essenziali per combattere le infezioni.

Sono proteine che regolano la produzione di cellule del sangue, inclusi granulociti, monociti e macrofagi.

IL-3, IL-6, GM-CSF, G-CSF e M-CSF svolgono un ruolo nel processo di produzione di granulociti, monociti e macrofagi.

Questi fattori promuovono la proliferazione e la maturazione delle cellule del sangue, inibiscono l'apoptosi e aumentano la funzione di difesa dell'ospite.

Si legano a proteine recettoriali sulle cellule bersaglio, attivando diverse funzioni a seconda della densità dei recettori o della regione del recettore.

G-CSF e GM-CSF sono utilizzati in terapia, mentre IL-3 e IL-6 sono in fase di sperimentazione.

Sono glicoproteine che variano nella glicosilazione, ma questa variazione non influenza la loro attività biologica.

È un fattore di crescita ricombinante umano che stimola la produzione di granulociti (un tipo di globuli bianchi). Viene utilizzato per ridurre la durata della neutropenia (basso numero di granulociti) e l'incidenza della neutropenia febbrile, soprattutto nei pazienti sottoposti a chemioterapia.

È un altro fattore di crescita ricombinante umano che stimola la produzione sia di granulociti che di macrofagi (un altro tipo di globuli bianchi). Viene utilizzato per aiutare il recupero midollare dopo un trapianto di midollo o chemioterapia.

Le cellule bersaglio del G-CSF sono le staminali multipotenti, i progenitori e precursori mieloidi nel midollo osseo. In altre parole, il G-CSF agisce sulle cellule che si sviluppano in granulociti.

Le cellule bersaglio del GM-CSF sono le staminali multipotenti, i progenitori e precursori mieloidi nel midollo osseo, i granulociti maturi e le cellule endoteliali. Il GM-CSF agisce quindi su un range più ampio di cellule rispetto al G-CSF.

Il G-CSF viene utilizzato per ridurre la durata della neutropenia e l'incidenza della neutropenia febbrile in pazienti sottoposti a chemioterapia, per la neutropenia ciclica ed acquisita, in particolare nei pazienti affetti da AIDS, e per incrementare i progenitori ematopoietici circolanti.

Il GM-CSF viene utilizzato per facilitare il recupero midollare nei soggetti sottoposti a trapianto di midollo e nei pazienti con tumori maligni sottoposti a chemioterapia citotossica, per la riduzione del rischio di infezioni conseguenti a neutropenia.

I fattori di crescita possono essere utilizzati in modo terapeutico per trattare le infezioni neutropeniche, correggere stati di carenza quantitativa del midollo osseo, modulare i sistemi di difesa antimicrobica o antitumorale.

I fattori di crescita possono essere utilizzati in modo profilattico per prevenire le infezioni post-chemioterapia, post-trapianto di midollo o negli stati di immunodeficienza.

Un fattore che induce la proliferazione di colonie ematopoietiche differenziate e morfologicamente distinguibili al microscopio.

Il processo di formazione delle cellule del sangue, come globuli rossi, globuli bianchi e piastrine.

Un ormone prodotto principalmente dal rene che stimola la produzione di globuli rossi.

Il nome originario ipotizzato per il fattore che regola la produzione di globuli rossi (poi identificato come eritropoietina).

Una condizione in cui il corpo riceve meno ossigeno di quanto gliene serva.

Un sistema nel rene che rileva le variazioni nell'apporto di ossigeno e regola la produzione di eritropoietina.

Un fattore di trascrizione che regola l'espressione del gene dell'eritropoietina durante l'ipossia.

La subunità di HIF-1 che è instabile in presenza di ossigeno e viene degradata.

Un enzima che degrada HIF-1α in presenza di ossigeno.

Un recettore sulla superficie dei progenitori eritroidi che si lega all'eritropoietina.

Un enzima che viene attivato dal legame dell'EPO al suo recettore.

L'aumento del numero di cellule, in questo caso, dei progenitori eritroidi.

Il processo mediante il quale le cellule progenitrici diventano cellule mature, come i globuli rossi.

La morte cellulare programmata, che l'eritropoietina inibisce per garantire la sopravvivenza dei progenitori eritroidi.

Una forma sintetica di eritropoietina usata come farmaco per trattare l'anemia.

I CSF possono avere effetti avversi come febbre, dolore osseo, mialgia, splenomegalia, edema, pleurite, trombosi, reazioni allergiche e anticorpi neutralizzanti. La frequenza di questi effetti varia a seconda del tipo di CSF.

Il G-CSF è meno frequentemente associato a febbre e dolore osseo rispetto al GM-CSF. Il GM-CSF è invece più frequentemente associato a mialgia, edema, pleurite e reazioni allergiche. Entrambi i tipi possono causare splenomegalia e anticorpi neutralizzanti, ma questo è meno comune. Il G-CSF non è generalmente associato a trombosi, mentre il GM-CSF può causarla raramente.

I CSF disponibili in commercio includono Filgrastim, Lenogastrim e Pegfilgrastim per il G-CSF; Molgramostim e Sargramostim per il GM-CSF.

I 'peptibodies' sono una nuova classe di farmaci che combinano un peptide con attività biologica terapeutica ad un frammento anticorpale. Questa combinazione prolunga l'emivita del farmaco.

Il Romiplostim è un 'peptibody' che si lega al recettore della trombopoietina (Mpl). Questo legame stimola la produzione di piastrine aumentando la conta piastrinica.

L'IL-11 è una proteina prodotta nel midollo osseo che stimola la crescita delle cellule linfoidi e mieloidi. La sua forma ricombinante, l'Oprelvekin, viene impiegata per prevenire la trombocitopenia.

L'IL-11, sotto forma di Oprelvekin, è approvata per prevenire la trombocitopenia in pazienti trattati con chemioterapia citotossica per neoplasie non mieloidi. Riduce il numero di trasfusioni necessarie in pazienti con trombocitopenia severa in seguito a cicli di chemioterapia

I fattori di crescita megacariocitari sono sostanze che promuovono la produzione di megacariociti, precursori delle piastrine. Includono l'IL-11 e il Romiplostim.