Zytogenetische Methoden
Chromosomenanalyse: Genuntersuchung unter dem Mikroskop
Bei der Chromosomenanalyse wird ein Karyogramm erstellt. Dabei handelt es sich um eine geordnete Darstellung aller Chromosomen einer Zelle, anhand derer Anzahl und Struktur der Chromosomen beurteilt werden können.
Eines der bekanntesten Verfahren ist die Amniozentese, auch Fruchtwasser-Analyse genannt. Dabei werden Amnionzellen (Zellen des Fruchtwassersacks) und fetale Zellen (abgestoßene Zellen der Haut, des Magen-Darm-Trakts und der Nieren des Ungeborenen) aus dem Fruchtwasser gewonnen und untersucht. Diese Untersuchung findet pränatal in aller Regel ab der 16. Schwangerschaftswoche (SSW) statt.
Eine Chromosomenanalyse kann vor der Geburt auch bei Chorionzottenzellen (speziellen Zellen der Plazenta) durchgeführt werden. Die bei der Chorionzottenbiopsie entnommenen Chorionzotten sind zudem direkt für weiterführende molekulargenetische Untersuchungen geeignet. Um diese Analyse durchführen zu können, müssen im Voraus Fruchtwasserzellen im Labor vermehrt werden.
Für eine Chromosomenanalyse nach der Geburt wird ein Karyogramm in der Regel aus Lymphozyten (weiße Blutkörperchen) erstellt. Diese werden aus Heparin-Blut der Patienten in geeigneten Medien über einen Zeitraum von 3 oder 4 Tagen kultiviert (Suspensionskultur).
Pränatal aus Chorionzotten, Amnionzellen oder Nabelschnurblut
- Erhöhtes Alter der werdenden Mutter
- Familiäre Chromosomenveränderungen
- Auffälliger Ultraschallbefund
- Auffällige Serumbiochemie
- Zustand nach wiederholtem Auftreten von Trisomien, u.a.m.
- Auffälliger NIPT (nicht-invasiver Pränataltest), u.a.m.
Postnatal aus Fibroblasten, Abortmaterial, Tumorgewebe oder Lymphozyten
- Zustand nach 2 oder mehr Aborten (Fehlgeburten)
- Familiäre Chromosomenaberration
- Unklare angeborene Erkrankungen in der Familie
- Infertilität (unerfüllter Kinderwunsch)
- pränatale Chromosomenstrukturaberration (eine Veränderung im Aufbau/Anzahl der Chromosomen eines ungeborenen Kindes), u.a.m.
Ergibt die zytogenetische Untersuchung das Vorliegen einer strukturellen Chromosomenveränderung, kann diese mittels FISH-Diagnostik bestätigt werden.
Ergänzende Chromosomenanalyse mittels FISH
Die Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) ist ein Verfahren zum Nachweis zahlenmäßiger und struktureller Chromosomenveränderungen. Bei dieser Methode werden ausgewählte DNA-Abschnitte mit fluoreszierenden Farbstoffen (sogenannten Sonden) sichtbar gemacht. So können Veränderungen erkannt werden.
FISH wird ergänzend zur Chromosomenanalyse eingesetzt, vor allem
- Zur Chromosomenschnelldiagnostik
- Zur weiteren Abklärung von chromosomalen Strukturaberrationen (Strukturveränderungen) und
- Bei Verdacht auf Mikrodeletions-Syndrome (sehr kleine Verluste von Chromosomenmaterial), wie zum Beispiel:
- Cri-du-chat
- Wolf-Hirschhorn
- Miller-Dieker
- Williams-Beuren
- DiGeorge · Velocardiofaciales Syndrom
- Prader-Willi
- Kallmann
- Unklare mentale Retardierung mit Verdacht auf subtelomere Rearrangements
Pränataler Schnelltest
Mit einem pränatalen Schnelltest ist es möglich, innerhalb weniger Stunden die häufigsten pränatal auftretenden Aneuploidien, also zahlenmäßige Veränderungen der Chromosomen 13, 18 und 21 sowie eine Fehlverteilung der Geschlechtschromosomen nachzuweisen bzw. auszuschließen.
Dazu wird eine Interphasendiagnostik durchgeführt. Die Interphase ist ein bestimmter Abschnitt im Zellzyklus bzw. bei der Zellteilung.
In der Routine-Diagnostik wird dieser Test heute überwiegend mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) durchgeführt. In besonderen Fällen, z. B. als weiterführende Methode bei der Direktpräparation von Chorionzotten und zum Nachweis kleinerer Zellmosaike, also ob in allen untersuchten Zellen der gleiche Chromosomensatz vorliegt, ist der Einsatz der FISH unerlässlich.
Molekulare Karyotypisierung (vormals Array-CGH)
In der klinischen Diagnostik findet die Molekulare Karyotypisierung (NGS basiert; vormals Array-CGH) Anwendung bei Patienten (hauptsächlich Kindern), die im Rahmen einer neuropädiatrischen bzw. entwicklungsneurologischen Beurteilung eine unklare mentale Retardierung aufweisen (IQ <70).
Hierbei werden submikroskopische Verluste oder Zugewinne an den Chromosomen sichtbar gemacht. So stellt sie eine wichtige Ergänzung zu der konventionellen Chromosomenanalyse dar.