Abstract
Background:
Long-term treatment of chronic myeloid leukemia (CML) with tyrosine kinase inhibitors
(TKIs) exerts off-target effects on bone growth by either impaired growth hormone
(GH) action or osseous modelling impairment.
Methods:
Body height and the GH-related parameters insulin-like growth factor 1 (IGF-1) and
insulin-like growth factor-binding protein 3(IGFBP-3) were determined repetitively
3-monthly over 2 years in 21 pediatric CML-patients on standardized imatinib treatment.
In an animal model 4-week-old male Wistar rats were exposed over 10 weeks to imatinib,
dasatinib, or bosutinib at varying concentrations via the drinking water. Blood was
collected at prepubertal age, pubertal age, and at adult age, respectively, and animals’
serum levels of IGFBP-3 were measured.
Results:
Independent from treatment duration patients exhibited IGF-1 and IGFBP-3 levels almost
exclusively in the very low range when compared to age-matched references. No clear
pattern of rising or falling IGF-1 and IGFBP-3 levels was observed. In rats, compared
to controls, serum IGFBP-3 was significantly lowered for all TKIs tested, at all concentrations
applied, and at all ages under investigation.
Conclusion:
Besides direct off-target effects on the growing skeleton, TKI treatment also results
in lowered blood levels of IGF-1 and IGFBP-3.
A juvenile rat model predicts this side effect for dasatinib and bosutinib. Thus,
growth and GH- related parameters should be monitored regularly in pediatric patients
with CML on TKIs.
Zusammenfassung
Hintergrund:
Tyrosinkinase-Inhibitoren (TKIs) verursachen eine Störung des Knochenwachstums, welche
entweder durch eine unzureichende Wirkung von Wachstumshormon (GH) oder eine Störung
des Knochen-„Remodelling“ hervorgerufen wird.
Methoden:
Die Körperlänge und die Parameter Insulin-like growth factor 1 (IGF-1) und Insulin-like
growth factor-binding protein 3 (IGFBP-3) wurden über 2 Jahre wiederholt bei 21 pädiatrischen
Patienten mit CML bestimmt, die standardisiert mit Imatinib behandelt wurden. Im
Tiermodell erhielten 4 Wochen alte Wistar Ratten in unterschiedlichen Konzentrationen
mit dem Trinkwasser über 10 Wochen Imatinib, Dasatinib oder Bosutinib. Im präpubertären,
pubertären und Erwachsenenalter wurden IGFBP-3 bestimmt.
Resultate:
Unabhängig von der Therapiedauer fanden sich im Vergleich zu altersbezogenen Kontrollen
bei den Patienten IGF-1 und IGFBP-3 Serumspiegel durchweg im sehr niedrigen unteren
Normalbereich. Im Tierversuch fanden sich im Vergleich zu den Kontrolltieren bei den
exponierten Ratten die IGFBP-3-Serumspiegel signifikant erniedrigt.
Schlussfolgerungen:
Neben ungerichteten Effekten am wachsenden Skelett verursachen TKIs auch eine Absenkung
der Serumspiegel von IGF-1 und IGFBP-3. Ein juveniles Rattenmodell präjudiziert diese
Nebenwirkung für Dasatinib und Bosutinib. Aus diesem Grund sind das Längenwachstum
und GH-assoziierte Parameter bei Kindern mit CML unter TKI-Behandlung zu überwachen.
Key words
CML - children - imatinib - growth hormone - growth - juvenile rat model
Schlüsselwörter
CML - Kinder - Imatinib - Wachstumshormon - Längenwachstum - juveniles Rattenmodel