Aus der Frauenklinikder Medizinischen Fakultät Charité der Humboldt-Universität zu Berlin

Klinische Wertigkeit der Wachstumsfaktoren Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) und Insulin-like Growth Factor-1 (IGF-1) und des Bindungsproteins IGFBP-3 bei der Untersuchung von Frauen mit erhöhtem Brustkrebsrisiko

Dissertation

Zur Erlangung des akademischen Grades doctor medicinae (Dr.med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité der Humboldt-Universität zu Berlin

Jana Maeffert
geb.18.09.1975 in Hamburg

Dekan: Prof. Dr. med. J. W. Dudenhausen

Gutachter:
1. Prof. Dr. med. W. Lichtenegger
2. Prof. Dr. med. M. Kiechle
3. PD Dr. med. G. v. Minckwitz

Einreichungsdatum:11.7.2002

Datum der Promotion: 11.02.2003

Zusammenfassung

Das Mammakarzinom gehört zu den häufigsten Krebserkrankungen der Frau. Die Prognose einer Brustkrebserkrankung richtet sich nach den Stadien der TNM-Klassifikation, dabei ist die Wahrscheinlichkeit eines fortgeschrittenen Stadiums bei später Diagnosestellung erhöht. Daher ist insbesondere die Früherkennung der Erkrankung Gegenstand klinischer Forschung. Das Risiko, an Brustkrebs zu erkranken, liegt in der Normalbevölkerung bei 7-10%. Eine individuelle Erhöhung des Risikos findet sich bei familiärer Belastung bezüglich Brustkrebs, sowie einer früheren Erkrankung an einer Präkanzerose wie des Carcinoma ductale in situ (DCIS), des Carcinoma lobulare in situ (CLIS) und der atypischen ductalen Hyperplasie (ADH). Besonderes Augenmerk in der Krebsforschung liegt zur Zeit auf dem Zusammenhang zwischen Tumorwachstum und der Bildung neuer Gefäße, der Angiogenese. Diese Neubildung von Kapillaren ist in hohem Maße von der Ausschüttung bestimmter Wachstumsfaktoren abhängig, von denen der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor (VEGF) aufgrund seiner Endothelspezifität der mitogenen Wirkung große Bedeutung besitzt. Aber auch der in fast allen Geweben vorkommende und für viele physiologische Prozesse entscheidende Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) und seine Bindungs-proteine (IGFBP-1 bis IGFBP-7) scheinen bei der Tumorentwicklung eine wichtige Rolle zu spielen. Zahlreiche klinische Studien beschäftigen sich daher mit dem Vergleich von Serum-oder Plasmakonzentrationen an VEGF, IGF-1 und seiner Bindungsproteine zwischen Krebspatienten und Kontrollgruppen. Dabei sind für Brustkrebspatientinnen erhöhte VEGF- und IGF-1-Konzentrationen und erniedrigte IGFBP-3-Konzentrationen beschrie-ben. Auch für Patientinnen mit einer DCIS-Erkrankung sind erhöhte VEGF-Konzentrationen gefunden worden. Diese Untersuchung beschäftigt sich mit der Wertigkeit einer Messung der genannten Wachstumsfaktoren zur regelmäßigen Untersuchung von Brustkrebsrisikopatientinnen in der Klinik. Dafür wurde ein Kollektiv von 106 Frauen untersucht, die entweder aufgrund einer familiären Belastung oder der Erkrankung an einer Präkanzerose in der Spezial-sprechstunde der Frauenklinik der Charité behandelt bzw. beraten wurden. Für einen Vergleich innerhalb der Hauptgruppen „familiäre Belastung“ und „Präkanzerose“ wurde eine Einteilung in Subgruppen nach Menopausenstatus, in der Gruppe der familiär belasteten Frauen zusätzlich nach Höhe des berechneten Risikos und in der Gruppe der Patientinnen mit Präkanzerose zusätzlich nach Antiöstrogenbehandlung und Familienanamnese bezüglich Brustkrebs vorgenommen. Als Kontrollgruppen dienten ein Kollektiv von Mammakarzinompatientinnen sowie ein Normalkollektiv aus 234 gesunden Frauen ohne ersichtliche Risiken. Die VEGF, IGF-1 und IGFBP-3-Konzentrationen wurden mittels eines Enzyme-linked Immunoassays (ELISA) im Serum gemessen und verglichen. Dabei fanden sich für VEGF und IGFBP-3 keine signifikanten Unterschiede zwischen den einzelnen Haupt- und Subgruppen (p>0,05). Für IGF-1 konnte eine signifikante Abhängigkeit der Serumkonzentration vom Menopausenstatus bestätigt werden (p<0,001, bzw. p=0,001 in der Gruppe der Frauen mit familiärer Belastung und p=0,003 in der Gruppe der Patientinnen mit Präkanzerose), die übrigen Vergleiche zeigten keine signifikanten Unterschiede (p>0,05). Auch der Vergleich zwischen den VEGF-Konzentrationen von Risikopatientinnen und dem Normalkollektiv wies keinen signifikanten Unterschied aus (p>0,05). Um die intraindividuelle Konstanz der Werte über einen längeren Zeitraum zu prüfen, wurden 34 Frauen, von denen mehr als ein Serum-Wert vorlag, untersucht. Dabei konnte eine intraindividuelle Streubreite der VEGF-Werte im Mittel von 115 pg/ml (Median 118,5 pg/ml, Range 2-310 pg/ml), der IGF-1-Werte im Mittel von 36 ng/ml (Median 27,5 ng/ml, Range 0-134 ng/ml) und der IGFBP-3-Werte im Mittel von 1792 ng/ml (Median 1587 ng/ml, Range 1-4074 ng/ml) festgestellt werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass aufgrund der starken interindividuellen Streuung der VEGF-, IGF-1- und IGFBP-3-Werte eine Kontrolle der Serum-konzentration nur nach Bestimmung eines individuellen Referenzwertes von klinischem Nutzen sein kann. Zur Zeit scheint die Messung von VEGF, IGF-1 und IGFBP-3 zur Kontrolle von Risikopatientinnen wenig aussagekräftig zu sein.

Eigene Schlagworte: Mammakarzinom, Angiogenese, VEGF, IGF-1, IGFBP-3

Summary

Breast Cancer is among the most common female malignancies. The prognosis in the case of breast cancer is made according to the status of the TNM-classification, in which the possibility of an advanced stage is higher in the case of a late diagnosis. This is the reason why the early recognition of the illness receives special attention in clinical research. The average risk among the normal population lies at 7-10%. Individually increased risk is given in the case of family history for breast cancer, having earlier suffered from precancer, a carcinomca ductale in situ (DCIS), a carcinoma lobulare in situ (CLIS) and the atypical ductal hyperplasie (ADH). In cancer research special attention is currently given to the connection between tumour growth and the creation of new blood vessels, called angiogenesis. This new creation of capillaries is highly dependent on the setting free of certain growth factors of which the vascular endothelial growth factor (VEDF) is especially important due to ist endothelspecificity. However the insulin-like growth factor-1 (IGF–1) which occurs in nearly all tissues and is decisive for many physiological processes, and its binding proteins (IGFBP-1 to IGFBP-7) appear to play an important role in tumour development. Many clinical studies therefore occupy themselves with a comparison between the serum or plasma-concentrations at VEGF, IGF-1 and its binding proteins among cancer patients and control groups. These comparisons find higher VEGF and IFG-1 concentrations and lower IGFBP-3-concentrations among breast cancer patients. For patients with a DCIS illness higher VEGF concentrations have also been found. This study looks at the possible clinical use of the measurement of the mentioned growth factors during the regular check up of breast cancer risk patients. For this purpose a collective of 106 women were examined that were being treated or advised during the consultancy of the Charité’s women’s clinic due to a family cancer risk or having been diagnosed with a precancer. In order to compare among the main groups „family risk“ and „precancer“ a separation into subgroups according to menopausal status was undertaken, within the group „family risk“ an additional separation according to the calculated risk was done and the group „precancer“ was further split according to anti-estrogen treament and family anamnesis with regards to breastcancer. A collective of breast cancer patients as well as a collective of 234 healthy women without distinct risks functioned as control groups. The concentrations of VEGF, IGF-1 and IGFBP-3 in the serum were measured with an enzyme linked immunoassays (ELISA) and compared. No significant differences between the separate maingroups and subgroups could be found (p>0,05). In the case of IGF–1 a significant dependency of the concentration in the serum and the menopausal status could be confirmed (p<0,001/p=0,001 in the group of women with family risk and p=0,003 in the group of patients with precancer), the other comparisons did not show any significant differences (p>0,05). The comparison between the concentrations of VEGF of risk patients and the healthy collective also did not show any significant differences (p>0,05). In order to check the intraindividual consistency of the values over a longer period of time 34 women, for which there existed more than one serum-value, were examined. Here, intraindividual differences of the VEGF-values of 115 pg/ml (Median 118,5 pg/ml, Range 2-310 pg/ml), the IGF-value of 36 ng/ml (Median 27,5 ng/ml, Range 0-134 ng/ml) and the IGFBP-3-value of 1792 ng/ml (Median 1587 ng/ml, Range 1-4074 ng/ml) was found. In summary it can be said that, due to the high interindividual differences of the values of VEGF, IGF-1 and IGFBP-3, a control of the serum concentration can only be of clinical use if a individual reference value is measured.

Keywords: Breast Cancer, Angiogenesis, VEGF, IGF-1, IGFBP-3

Inhaltsverzeichnis

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17.02.2004