Serumkonzentrationen der insulinähnlichen Wachstumsfaktoren (IGF)-I und IGF-II sowie der IGF Bindungsproteine (IGFBP)-2 und IGFBP-3 bei 49 Kindern mit ALL, NHL oder soliden Tumoren

Abstract

The IGF regulatory system has been shown to mediate mitogenic effects during normal growth and tumor proliferation. The bioavailability of both IGF-I and IGF-II is regulated by at least six specific IGF binding proteins (IGFBPs). Whereas IGFBP-3 is the main IGFBP postnatally, IGFBP-2 is the predominant IGFBP during fetal life. In addition, IGFBP-2 is expressed in a range of tumor cell lines.

In order to investigate the IGF regulatory pathway in malignancies we analyzed by RIA serum samples of 49 children with leukemia, Non-Hodgkins' Lymphoma (NHL) or solid tumors at the time of diagnosis. Serum concentrations of IGF-I (mean/range: - 2.4/ 0.3 to -9.9 SDS), IGF-II (-2.5/0.2 to -5.6 SDS) and IGFBP-3 ( -1.3/2.2 to -6.8 SDS) were significantly decreased, but IGFBP-2 (3.2/ -0.9 to 8.6 SDS) was elevated. Both absolute as well as SDS values of IGF-I, -II and the sum of IGF-I and IGF-II (r= -0.49, p<0.01) were inversely correlated with IGFBP-2.

Serum levels of the growth factors IGF-I and IGF-II were significantly decreased in different types of malignancies to concentrations usually seen only in patients with growth hormone deficiency or during starvation. However, the elevated levels of IGFBP-2 in 70% of our patients exceeded by far those in growth hormone deficiency. Furthermore, in this study we could demonstrate that serum levels of IGF-I and IGF-II were inversely correlated to IGFBP-2 independent on the type of malignancy, indicating a common regulatory mechanism of the IGF signaling pathway in these diseases.

Zusammenfassung

Das IGF-Signalsystem vermittelt mitogene Wirkungen während des normalen Wachstums und bei der Tumorproliferation. Die Bioverfügbarkeit von IGF-I und IGF-II wird durch mindestens 6 spezifische IGF-Bindungsproteine (IGFBP) reguliert. Während postnatal IGFBP-3 überwiegt, ist in der Fetalperiode IGFBP-2 bestimmend.

Um die IGF-Regulation bei malignen Erkrankungen zu erfassen, wurden 49 Kinder mit Leukämie, Non-Hodgkin- Lymphom (NHL) oder soliden Tumoren bei Diagnosestellung untersucht. Die radioimmunologisch bestimmten Serumkonzentrationen von IGF-I (Mittelwert/Bereich:-2,4/0,3 bis -9,9 SDS), IGF-II (-2,5/0,2 bis -5,6 SDS) und IGFBP-3 (-1,3/2,2 bis -6,8 SDS) waren signifikant vermindert. Im Gegensatz dazu war IGFBP-2 (3.2/-0,9 bis 8,6 SDS) erhöht. Sowohl die absoluten als auch die SDS-Werte von IGF-I, -II und die Summe von IGF-I und IGF-II (r= -0,49, p<0,01) waren mit IGFBP-2 negativ korreliert. Die Serumkonzentrationen der Wachstumsfaktoren IGF-I und IGF-II entsprachen damit bei den malignen Erkrankungen dem Konzentrationsbereich, der typischerweise bei Patienten mit Wachstumshormonmangel oder während längerer Hungerphasen zu beobachten ist. Die erhöhten Serumspiegel von IGFBP-2, die bei 70% der Patienten gefunden wurden, lagen jedoch weit oberhalb der für den Wachstumshormonmangel charakteristischen Werte. Weiterhin konnte in dieser Studie gezeigt werden, daß unabhängig von der Art der malignen Erkrankung die Serumkonzentrationen von IGF-I und IGF-II negativ mit dem IGFBP-2-Wert korrelieren. Dies weist auf einen gemeinsamen Regulationsmechanismus des IGF-Signalweges bei diesen Erkrankungen hin.