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GM CSF Der Granulozyten Makrophagen Kolonie stimulierende Faktor 2 3 4 oder Granulozyten Monozyten Kolonien stimulierend

GM-CSF

Der Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierende Faktor oder Granulozyten-Monozyten-Kolonien-stimulierende Faktor, kurz GM-CSF (von engl. granulocyte-macrophage colony-stimulating factor), ist ein Glykoprotein, das in Säugetieren als Zytokin wirkt.

GM-CSF
Modell nach PDB 2GMF
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 127 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur Monomer
Bezeichner
Gen-Name CSF2
Externe IDs
Arzneistoffangaben
Wirkstoffklasse Immunstimulans
Vorkommen
Homologie-Familie Hovergen
Übergeordnetes Taxon Säugetiere
Orthologe
Mensch Maus
Entrez 1437 12981
Ensembl ENSG00000164400 ENSMUSG00000018916
UniProt P04141 P01587
Refseq (mRNA) NM_000758 NM_009969
Refseq (Protein) NP_000749 NP_034099
Genlocus Chr 5: 132.07 – 132.08 Mb Chr 11: 54.25 – 54.25 Mb
PubMed-Suche 1437 12981

Es wird im Körper von Zellen des Immunsystems und des Endothels ins Blut abgegeben. In Kultur kann er die Differenzierung von Vorläuferzellen des Knochenmarks in Granulozyten und Makrophagen bewirken. In Tieren ist eine Differenzierung in Granulozyten und Makrophagen auch ohne GM-CSF möglich, wenn auch deutlich weniger entsprechende Zellen gebildet werden.

GM-CSF ist auch Teil der Immunantwort auf Antigene und Mitogene.

Offenbar handelt es sich bei GM-CSF als T-Zell-Zytokin um einen notwendigen Faktor für die Entstehung von autoimmunen Entzündungsreaktionen wie sie z. B. bei der multiplen Sklerose vorkommen. Es begünstigt dabei außerdem die Einwanderung von gewebeschädigenden Fresszellen in das zentrale Nervensystem.

Therapeutische und experimentelle Verwendung Bearbeiten

Rekombinant hergestellter humaner GM-CSF (rhGM-CSF) wird therapeutisch zur Immunstimulation verwendet.

Das biotechnologisch aus Escherichia-coli-Stämmen gewonnene Molgramostim wurde als Leucomax (a.H.) bei der parenteralen Behandlung von Neutropenien, etwa nach Radiotherapie, verwendet. Wegen des vergleichsweise günstigeren Nebenwirkungsprofils werden heute eher G-CSF-Zubereitungen eingesetzt. Als Molgradex wird Molgramostim für die inhalative Behandlung der Alveolarproteinose (autoimmune Pulmonary Alveolar Proteinosis, aPAP) entwickelt.

Die glykosilierte, mittels Saccharomyces-cerevisiae-Stämmen produzierte GM-CSF-Variante Sargramostim ist in den USA als Leukine zugelassen zur Beschleunigung der hämatologischen Rekonstitution nach Knochenmarkstransplantation und zur Behandlung der durch zytostatische Therapie einer akuten myeloischen Leukämie (AML) ausgelösten Neutropenie. Ein ebenfalls gykosiliertes rhGM-CSF ist das Regramostim, das aus CHO-Zellen gewonnen und bislang experimentell genutzt wird.

Dendritische Zellen für die Immuntherapie werden üblicherweise aus Monozyten des Patienten durch Kultur in GM-CSF und IL-4 erhalten. In der Kombinations-Immunotherapie ist GM-CSF zusammen mit immunisierenden Agenzien einsetzbar.

Im Tierversuch konnte nachgewiesen werden, dass eine Neutralisation von GM-CSF den Ausbruch der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (dem Tiermodell der Multiplen Sklerose) verhindert und bei bereits erkrankten Tieren zur Heilung führen kann. Dieses Neutralisationsverfahren wird bei an multipler Sklerose und rheumatoider Arthritis erkrankten Personen getestet (Stand 2011).

Sowohl Molgramostim als auch Sargramostim sind Kandidaten für Studien, mit denen die inhalative Anwendung zur Vorbeugung der Verschlechterung einer Lungenentzündung und Verhinderung des akuten Lungenversagen bei COVID-19-Patienten untersucht werden soll (Stand August 2020).

Einzelnachweise Bearbeiten

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  7. Ian P. Wicks, Andrew W. Roberts: Targeting GM-CSF in inflammatory diseases. In: Nature Reviews Rheumatology. Band 12, Nr. 1, Januar 2016, ISSN 1759-4790, S. 37–48, doi:10.1038/nrrheum.2015.161 (nature.com [abgerufen am 27. Juli 2020]).
  8. Laura Codarri, Gabor Gyülvészi, Vinko Tosevski, Lysann Hesske, Adriano Fontana: RORγt drives production of the cytokine GM-CSF in helper T cells, which is essential for the effector phase of autoimmune neuroinflammation. In: Nature Immunology. Band 12, Nr. 6, Juni 2011, ISSN 1529-2908, S. 560–567, doi:10.1038/ni.2027 (nature.com [abgerufen am 27. Juli 2020]).
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  11. Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Molgramostim: CAS-Nummer: 99283-10-0, DrugBank: DB12525, Wikidata: Q6896158. UNII: B321AL142J. ATC-Code: L03AA03 Internationaler Freiname (INN): Molgramostim.
  12. H.C. Schouten: Neutropenia management. Annals of Oncology, Band 17 (2006), S. 85–89, doi:10.1093/annonc/mdl243
  13. Savara Granted Breakthrough Therapy Designation for Molgradex for the Treatment of Autoimmune Pulmonary Alveolar Proteinosis (aPAP), www.businesswire.com, 30. Dezember 2029.
  14. Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Sargramostim: CAS-Nummer: 83869-56-1, DrugBank: DB00020, Wikidata: Q3950557. Andere Namen: 23-L-Leucine-CSF 2 (human clone pHG25 protein moiety). Internationaler Freiname (INN): Sargramostim. UNII: 5TAA004E22. ATC-Code: L03AA09
  15. Leukine, Prescribing Information auf der Seite der FDA (PDF), Stand: März 2018.
  16. Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Regramostim: CAS-Nummer: 127757-91-9, DrugBank: DB05386, Wikidata: Q101992847. Andere Namen: Human clone PCSF-1 protein moiety reduced, glycoform GMC 89-107. Internationaler Freiname (INN): Regramostim. UNII: KR89Q40F01.
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  18. Seo SH, Han HD, Noh KH, Kim TW, Son SW: Chitosan hydrogel containing GMCSF and a cancer drug exerts synergistic anti-tumor effects via the induction of CD8+ T cell-mediated anti-tumor immunity. In: Clin. Exp. Metastasis. 26. Jahrgang, Nr. 3, 2009, S. 179–87, doi:10.1007/s10585-008-9228-5, PMID 19082918.
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  21. „Für Immunangriffe bei Multipler Sklerose braucht es GM-CSF“ von journalmed.de – abgerufen am 1. Mai 2011
  22. S. Siebenand: Molgramostim-Inhalation bei schwerem Covid-19-Verlauf, Pharmazeutische Zeitung, 7. August 2020.
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Veröffentlichungsdatum:
Der Granulozyten Makrophagen Kolonie stimulierende Faktor 2 3 4 oder Granulozyten Monozyten Kolonien stimulierende Faktor 5 kurz GM CSF von engl granulocyte macrophage colony stimulating factor 6 7 8 ist ein Glykoprotein das in Saugetieren als Zytokin wirkt GM CSFModell nach PDB 2GMFEigenschaften des menschlichen ProteinsMasse Lange Primarstruktur 127 AminosaurenSekundar bis Quartarstruktur MonomerBezeichnerGen Name CSF2Externe IDs OMIM 138960 UniProt P04141 CAS Nummer 83869 56 1ArzneistoffangabenWirkstoffklasse ImmunstimulansVorkommenHomologie Familie HovergenUbergeordnetes Taxon Saugetiere 1 OrthologeMensch MausEntrez 1437 12981Ensembl ENSG00000164400 ENSMUSG00000018916UniProt P04141 P01587Refseq mRNA NM 000758 NM 009969Refseq Protein NP 000749 NP 034099Genlocus Chr 5 132 07 132 08 Mb Chr 11 54 25 54 25 MbPubMed Suche 1437 12981Es wird im Korper von Zellen des Immunsystems und des Endothels ins Blut abgegeben In Kultur kann er die Differenzierung von Vorlauferzellen des Knochenmarks in Granulozyten und Makrophagen bewirken 9 In Tieren ist eine Differenzierung in Granulozyten und Makrophagen auch ohne GM CSF moglich wenn auch deutlich weniger entsprechende Zellen gebildet werden 10 GM CSF ist auch Teil der Immunantwort auf Antigene und Mitogene Offenbar handelt es sich bei GM CSF als T Zell Zytokin um einen notwendigen Faktor fur die Entstehung von autoimmunen Entzundungsreaktionen wie sie z B bei der multiplen Sklerose vorkommen Es begunstigt dabei ausserdem die Einwanderung von gewebeschadigenden Fresszellen in das zentrale Nervensystem Therapeutische und experimentelle Verwendung BearbeitenRekombinant hergestellter humaner GM CSF rhGM CSF wird therapeutisch zur Immunstimulation verwendet Das biotechnologisch aus Escherichia coli Stammen gewonnene Molgramostim 11 wurde als Leucomax a H bei der parenteralen Behandlung von Neutropenien etwa nach Radiotherapie verwendet Wegen des vergleichsweise gunstigeren Nebenwirkungsprofils werden heute eher G CSF Zubereitungen eingesetzt 12 Als Molgradex wird Molgramostim fur die inhalative Behandlung der Alveolarproteinose autoimmune Pulmonary Alveolar Proteinosis aPAP entwickelt 13 Die glykosilierte mittels Saccharomyces cerevisiae Stammen produzierte GM CSF Variante Sargramostim 14 ist in den USA als Leukine zugelassen zur Beschleunigung der hamatologischen Rekonstitution nach Knochenmarkstransplantation und zur Behandlung der durch zytostatische Therapie einer akuten myeloischen Leukamie AML ausgelosten Neutropenie 15 Ein ebenfalls gykosiliertes rhGM CSF ist das Regramostim 16 das aus CHO Zellen gewonnen und bislang experimentell genutzt wird Dendritische Zellen fur die Immuntherapie werden ublicherweise aus Monozyten des Patienten durch Kultur in GM CSF und IL 4 erhalten In der Kombinations Immunotherapie ist GM CSF zusammen mit immunisierenden Agenzien einsetzbar 17 18 19 Im Tierversuch konnte nachgewiesen werden dass eine Neutralisation von GM CSF den Ausbruch der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis dem Tiermodell der Multiplen Sklerose verhindert und bei bereits erkrankten Tieren zur Heilung fuhren kann Dieses Neutralisationsverfahren wird bei an multipler Sklerose und rheumatoider Arthritis erkrankten Personen getestet Stand 2011 20 21 Sowohl Molgramostim als auch Sargramostim sind Kandidaten fur Studien mit denen die inhalative Anwendung zur Vorbeugung der Verschlechterung einer Lungenentzundung und Verhinderung des akuten Lungenversagen bei COVID 19 Patienten untersucht werden soll Stand August 2020 22 Einzelnachweise Bearbeiten Homologe bei OMA GM CSF murine rec Abgerufen am 27 Juli 2020 Kenneth Murphy Casey Weaver Die induzierten Reaktionen der angeborenen Immunitat In Janeway Immunologie Springer Berlin Heidelberg 2018 ISBN 978 3 662 56004 4 S 155 doi 10 1007 978 3 662 56004 4 3 Facharztwissen Hamatologie Onkologie Elsevier 2020 ISBN 978 3 437 21215 4 doi 10 1016 c2018 0 01275 x elsevier com abgerufen am 27 Juli 2020 W Jelkmann Allgemeine Eigenschaften des Blutes In Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie Springer Lehrbuch Springer Berlin Heidelberg 2019 ISBN 978 3 662 56468 4 S 296 doi 10 1007 978 3 662 56468 4 23 Burkhard Becher Sonia Tugues Melanie Greter GM CSF From Growth Factor to Central Mediator of Tissue Inflammation In Immunity Band 45 Nr 5 November 2016 S 963 973 doi 10 1016 j immuni 2016 10 026 elsevier com abgerufen am 27 Juli 2020 Ian P Wicks Andrew W Roberts Targeting GM CSF in inflammatory diseases In Nature Reviews Rheumatology Band 12 Nr 1 Januar 2016 ISSN 1759 4790 S 37 48 doi 10 1038 nrrheum 2015 161 nature com abgerufen am 27 Juli 2020 Laura Codarri Gabor Gyulveszi Vinko Tosevski Lysann Hesske Adriano Fontana RORgt drives production of the cytokine GM CSF in helper T cells which is essential for the effector phase of autoimmune neuroinflammation In Nature Immunology Band 12 Nr 6 Juni 2011 ISSN 1529 2908 S 560 567 doi 10 1038 ni 2027 nature com abgerufen am 27 Juli 2020 Hamilton JA Anderson GP GM CSF Biology In Growth Factors 22 Jahrgang Nr 4 Dezember 2004 S 225 31 doi 10 1080 08977190412331279881 PMID 15621725 Hibbs ML Quilici C Kountouri N Seymour JF Armes JE Burgess AW Dunn AR Mice lacking three myeloid colony stimulating factors G CSF GM CSF and M CSF still produce macrophages and granulocytes and mount an inflammatory response in a sterile model of peritonitis In J Immunol 178 Jahrgang Nr 10 Mai 2007 S 6435 43 PMID 17475873 Externe Identifikatoren von bzw Datenbank Links zu Molgramostim CAS Nummer 99283 10 0 DrugBank DB12525 Wikidata Q6896158 UNII B321AL142J ATC Code L03AA03 Internationaler Freiname INN Molgramostim H C Schouten Neutropenia management Annals of Oncology Band 17 2006 S 85 89 doi 10 1093 annonc mdl243 Savara Granted Breakthrough Therapy Designation for Molgradex for the Treatment of Autoimmune Pulmonary Alveolar Proteinosis aPAP www businesswire com 30 Dezember 2029 Externe Identifikatoren von bzw Datenbank Links zu Sargramostim CAS Nummer 83869 56 1 DrugBank DB00020 Wikidata Q3950557 Andere Namen 23 L Leucine CSF 2 human clone pHG25 protein moiety Internationaler Freiname INN Sargramostim UNII 5TAA004E22 ATC Code L03AA09 Leukine Prescribing Information auf der Seite der FDA PDF Stand Marz 2018 Externe Identifikatoren von bzw Datenbank Links zu Regramostim CAS Nummer 127757 91 9 DrugBank DB05386 Wikidata Q101992847 Andere Namen Human clone PCSF 1 protein moiety reduced glycoform GMC 89 107 Internationaler Freiname INN Regramostim UNII KR89Q40F01 Tawab A Fan Y Read EJ Kurlander RJ Effect of ex vivo culture duration on phenotype and cytokine production by mature dendritic cells derived from peripheral blood monocytes In Transfusion 49 Jahrgang Nr 3 Marz 2009 S 536 47 doi 10 1111 j 1537 2995 2008 02020 x PMID 19243546 Seo SH Han HD Noh KH Kim TW Son SW Chitosan hydrogel containing GMCSF and a cancer drug exerts synergistic anti tumor effects via the induction of CD8 T cell mediated anti tumor immunity In Clin Exp Metastasis 26 Jahrgang Nr 3 2009 S 179 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