Koloniestimulierender Faktor

Koloniestimulierende Faktoren (englisch colony stimulating factors CSF) sind eine Gruppe von Wachstumsfaktoren und zählen zu den Zytokinen.[1] Sie bewirken die Vermehrung und Reifung von Knochenmarkstammzellen, darüber hinaus sind manche CSF auch in der Lage, die Aktivität der ausdifferenzierten hämatopoetischen Zellen zu erhöhen. Sie zählen damit zu den wichtigsten Regulatorsubstanzen des Immunsystems.

Eigenschaften

CSF im engeren Sinne sind:

G-CSF (Granulozyten)
M-CSF (Makrophagen, bzw. Monozyten)
GM-CSF (Granulozyten und Makrophagen)[2]
Meg-CSF (Megakaryozyten, auch als Thrombopoetin bezeichnet)[2]
S-CSF (Stammzellen, auch als SCF – Stammzellfaktor – in der Literatur)[3]

Daneben gehören noch eine Reihe weiterer Zytokine funktionell zu dieser Gruppe:

IL-2 wirkt in analoger Weise auf T-Zellen[4]
IL-3[3] wirkt als panspezifisches Hämatopoetin[5], mitunter auch als Multi-CSF[4] bezeichnet
IL-5[5]
IL-7[5]
IL-11[5]
Erythropoetin[5]

Ein Teil der Literatur[4][6] zählt allerdings abweichend vom hier angeführten Schema lediglich G-CSF, M-CSF, GM-CSF und IL-3 zu den eigentlichen CSF.

Gebildet werden die CSF von einer Reihe verschiedener Zelltypen: Stromazellen des Knochenmarks, Endothelzellen, Fibroblasten, Makrophagen, T- und B-Lymphozyten. Wie andere Wachstumsfaktoren werden CSF durch autokrine Sekretion gebildet.[4]

Im Gegensatz zu anderen membrangebundenen Substanzen des hämatopoetischen Systems sind CSF löslich.[7]

Obwohl funktional eng verwandt sind die jeweiligen Sequenzen der CSF keineswegs homolog. Auch zeigen die CSFs keinerlei sequentielle Homologie mit anderen bekannten Wachstumsfaktoren oder Onkogenen. Die entsprechenden Membranrezeptoren werden zwar coexprimiert, sind aber unterschiedlich.[4] Dies legt den Schluss nahe, dass sie evolutionär nicht von einem gemeinsamen Vorläufermolekül abstammen.[4]

Therapeutischer Einsatz

CSF werden heute auch gentechnisch hergestellt als Medikament verabreicht. In der Nachbehandlung von Chemotherapien und Strahlentherapien unterstützen CSF die Regeneration des blutbildenden Systems. G-CSF etwa wirkt sich günstig auf den Verlauf der behandlungsbedingten Neutropenie aus.[8]

Auch Promegapoietin, eine Gruppe von synthetischen CSF-Analoga, die ebenfalls die Produktion von Megakaryozyten stimulieren[9], wird begleitend in der Chemotherapie zur rascheren Regeneration der Blutzellen eingesetzt. Es wirkt durch Stimulation der Signalwege von Interleukin-3 und Thrombopoetin-Liganden.[10]

Einzelnachweise

Daniel Boujard, Bruno Anselme, Christophe Cullin, Céline Raguénès-Nicol: Zell- und Molekularbiologie im Überblick. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-41761-0, S. 438.
Björn Lemmer, Kay Brune (Hrsg.): Pharmakotherapie, klinische Pharmakologie. 14., überarb. und aktualisierte Auflage. Springer, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-10540-1, S. 278.
Lothar Rink, Andrea Kruse, Hajo Haase: Immunologie für Einsteiger. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2012, ISBN 978-3-8274-2439-6, S. 22–24.
D. Metcalf: The molecular biology and functions of the granulocyte-macrophage colony-stimulating factors. In: Blood. Band 67, Nummer 2, Februar 1986, S. 257–267. PMID 3002522. (Review).
Male: Immunologie (1. dt. entspr. 4. engl. Aufl.), München/Jena 2004, ISBN 3-437-41312-0.
Daniel R. Barreda et al.: Regulation of myeloid development and function by colony stimulating factors. In: Developmental & Comparative Immunology. Band 28, Nummer 5, Mai 2004, S. 509–554, ISSN 0145-305X. PMID 15062647. (Review).
Alberts, Bray, Lewis: Molecular Biology of the Cell. 4. Auflage. New York 2002, ISBN 0-8153-4072-9.
MedTerm Medical Dictionary
Kratz-Albers K, Scheding S, Möhle R, Bühring H, Baum C, Mc Kearn J, Büchner T, Kanz L, Brugger W: Effective ex vivo generation of megakaryocytic cells from mobilized peripheral blood CD34(+) cells with stem cell factor and promegapoietin. In: Exp Hematol. 28, Nr. 3, 2000, S. 335–46. doi:10.1016/S0301-472X(99)00152-6. PMID 10720698.
Doshi P, Giri J, Abegg A, Favara J, Huynh M, Kahn L, Minnerly J, Pegg L, Villani-Price D, Siegel N, Staten N, Thomas J, McKearn J, Smith W: Promegapoietin, a family of chimeric growth factors, supports megakaryocyte development through activation of IL-3 and c-Mpl ligand signaling pathways. In: Exp Hematol. 29, Nr. 10, 2001, S. 1177–84. doi:10.1016/S0301-472X(01)00694-4. PMID 11602319.

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[boujard-1] Daniel Boujard, Bruno Anselme, Christophe Cullin, Céline Raguénès-Nicol: Zell- und Molekularbiologie im Überblick. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-41761-0, S. 438.

[lemmer-2] Björn Lemmer, Kay Brune (Hrsg.): Pharmakotherapie, klinische Pharmakologie. 14., überarb. und aktualisierte Auflage. Springer, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-10540-1, S. 278.

[rink-3] Lothar Rink, Andrea Kruse, Hajo Haase: Immunologie für Einsteiger. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2012, ISBN 978-3-8274-2439-6, S. 22–24.

[metcalf-4] D. Metcalf: The molecular biology and functions of the granulocyte-macrophage colony-stimulating factors. In: Blood. Band 67, Nummer 2, Februar 1986, S. 257–267. PMID 3002522. (Review).

[male-5] Male: Immunologie (1. dt. entspr. 4. engl. Aufl.), München/Jena 2004, ISBN 3-437-41312-0.

[barreda-6] Daniel R. Barreda et al.: Regulation of myeloid development and function by colony stimulating factors. In: Developmental & Comparative Immunology. Band 28, Nummer 5, Mai 2004, S. 509–554, ISSN 0145-305X. PMID 15062647. (Review).

[cell-7] Alberts, Bray, Lewis: Molecular Biology of the Cell. 4. Auflage. New York 2002, ISBN 0-8153-4072-9.

[medterm-8] MedTerm Medical Dictionary

[9] Kratz-Albers K, Scheding S, Möhle R, Bühring H, Baum C, Mc Kearn J, Büchner T, Kanz L, Brugger W: Effective ex vivo generation of megakaryocytic cells from mobilized peripheral blood CD34(+) cells with stem cell factor and promegapoietin. In: Exp Hematol. 28, Nr. 3, 2000, S. 335–46. doi:10.1016/S0301-472X(99)00152-6. PMID 10720698.

[10] Doshi P, Giri J, Abegg A, Favara J, Huynh M, Kahn L, Minnerly J, Pegg L, Villani-Price D, Siegel N, Staten N, Thomas J, McKearn J, Smith W: Promegapoietin, a family of chimeric growth factors, supports megakaryocyte development through activation of IL-3 and c-Mpl ligand signaling pathways. In: Exp Hematol. 29, Nr. 10, 2001, S. 1177–84. doi:10.1016/S0301-472X(01)00694-4. PMID 11602319.