GM-CSF

Das GM-CSF-Gen befindet sich auf dem langen Arm von Chromosom 5 am Genlokus 5q31. Es kodiert ein Polypeptid mit 144 Aminosäuren und gehört zu einem Zytokin-Gencluster, das auch IL-3, IL-4 und IL-5 umfasst. Das Gencluster ist direkt mit einem konservierten, vorgelagerten induzierbaren Enhancer verknüpft.

Das Molekulargewicht von GM-CSF liegt je nach Glykosylierungsgrad zwischen 14 und 35 kDa.

GM-CSF ist als Zytokin Teil der Immunantwort auf Antigene und Mitogene. Seinen Namen verdankt es seiner Fähigkeit, die Differenzierung von hämatopoetischen Stammzellen des Knochenmarks zu Makrophagen und Granulozyten zu stimulieren.

Darüber hinaus stimuliert GM-CSF Monozyten und Makrophagen zur Produktion proinflammatorischer Zytokine, wie etwa CCL17 (TARC). GM-CSF spielt zudem eine Rolle in der menschlichen Embryonalentwicklung.

Eine autokrine Expression von GM-CSF in Leukämiezellen wird mit der Entstehung bestimmter hämatologischer Neoplasien in Verbindung gebracht. Ebenso gilt eine tumorautonome GM-CSF-Produktion als möglicher Mechanismus leukämieartiger Reaktionen bei anderen malignen Erkrankungen.

In der Tumormikroumgebung fördert GM-CSF einerseits die Entzündungsreaktion, andererseits die Neoangiogenese und Immunevasion.^[1]

Rekombinantes GM-CSF wird in Arzneimitteln wie Sargramostim eingesetzt, um das Immunsystem zu stimulieren. Therapeutisch wird es unter anderem bei Neutropenie verwendet – einem Zustand mit stark verminderter Granulozytenzahl – sowie zur Infektionsprophylaxe nach Chemo- oder Strahlentherapie.

Einige Studien deuten auf eine mögliche Förderung der embryonalen Entwicklung durch GM-CSF-haltige Kulturmedien im Rahmen der In-vitro-Fertilisation hin. Die Studienlage liefert bisher (2025) hierfür jedoch keine Evidenz.

Beim 5q-Syndrom ist das GM-CSF-Gen durch eine Deletion betroffen. Darüber hinaus wird vermutet, dass GM-CSF auch zur Pathogenese der rheumatoiden Arthritis beiträgt.

• Avci et al. Targeting GM-CSF in rheumatoid arthritis. Clin Exp Rheumatol. 34(4 Suppl 98):39-44. Epub 2016
• van Leeuwen et al. Molecular organization of the cytokine gene cluster, involving the human IL-3, IL-4, IL-5, and GM-CSF genes, on human chromosome 5. Blood. 73(5):1142-8. 1989
• Mehta et al. G-CSF and GM-CSF in Neutropenia. J Immunol. 195(4):1341-9. 2015
• Hamilton. GM-CSF in inflammation. J Exp Med. 217(1):e20190945. 2020
• Armstrong et al. GM-CSF (granulocyte macrophage colony-stimulating factor) supplementation in culture media for women undergoing assisted reproduction. Cochrane Database Syst Rev. 7(7):CD013497. 2020