Genetische Diagnostik

Klassische Chromosomenanalyse

Bei der Chromosomenanalyse werden die Chromosomen, die Träger der Erbinformation,

im Lichtmikroskop sichtbar gemacht und untersucht. Bei dieser Untersuchung wird der gesamte Chromosomensatz (Karyotyp) des Menschen dargestellt. Dadurch können sowohl Abweichungen von der normalen Chromosomenzahl (wie z.B. Trisomien) als auch im Mikroskop erkennbare, grobe Veränderungen der Chromosomenstruktur nachgewiesen werden.

Chromosomale Aberrationen, d.h. lichtmikroskopisch sichtbare Veränderungen, sind für 0,5 - 1 % aller angeborenen Fehlbildungen verantwortlich. Die Dauer der Analyse kann aufgrund der unterschiedlichen Wachstumszeiten bei Zellkulturen variieren.

Um den Chromosomensatz eines ungeborenen Kindes festzustellen, kann eine Chromosomenanalyse an Chorionzotten, Fruchtwasserzellen oder Nabelschnurblut durchgeführt werden. Zur Entnahme der Zellen wird entweder eine Chorionzottenbiopsie, eine Fruchtwasseruntersuchung (Amniozentese) oder eine Blutentnahme aus der Nabelschnur vorgenommen. Die Entscheidung, welches Verfahren durchgeführt werden

soll, richtet sich nach der jeweiligen individuellen Fragestellung und dem Schwangerschaftsalter.

Indikationen für eine Chromosomenanalyse aus Chorionzotten/Fruchtwasser können unter anderem sein:

Verdacht auf eine Chromosomenstörung
Erhöhtes Alter der Mutter
Vorheriges Kind mit Chromosomenstörungen
Balancierte Chromosomentranslokationen bei einem Elternteil
Auffälliger Ultraschallbefund
Auffälliges Ersttrimester-Screening
Auffälliger NIPT

Es kann vorkommen, dass der Chromosomensatz im untersuchten Material nicht repräsentativ für den ganzen Organismus ist. Sind gleichzeitig Zellen mit unauffälligem und auffälligem Chromosomensatz im Körper vorhanden, so spricht man von einem Mosaik. Ein unauffälliger Befund schließt also nicht vollständig aus, dass sich im Körper des Kindes auch Zellen mit einem auffälligen Chromosomensatz befinden. Umgekehrt bedeutet ein Mosaikbefund in der Chromosomenanalyse nicht automatisch, dass im restlichen Organismus genau das gleiche Verhältnis gesunder und kranker Zellen existiert.

Schnelltest und spezielle Färbungen von Chromsosomenabschnitten

(FISH, PCR)

Im Rahmen einer pränatalen Untersuchung ist ein möglichst frühzeitig vorliegendes Ergebnis von wesentlicher Bedeutung. Dabei sind die so genannten "pränatalen Schnelltests" an unkultivierten Fruchtwasserzellen im 2. Trimenon einer Schwangerschaft sehr sichere Untersuchungsmethode. Über 99% aller durchgeführten Untersuchungen liefern ein eindeutig interpretierbares Ergebnis. Dieser Test dient dem Nachweis bzw. Ausschluss der häufigsten Trisomien und möglicher numerischer Aberrationen der Geschlechtschromosomen.

Hierfür bieten wir Ihnen zwei verschiedene Techniken an. Zum einen die Fluoreszenz-

in-situ-Hybridisierung (FISH) und zum anderen die Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Schnelltest PCR Polymerase-Kettenreaktion)

Mit beiden vorgeburtlichen Schnelltests (PCR-Schnelltest und FISH-Schnelltest) können etwa 85% aller klinisch relevanten Chromosomenstörungen festgestellt werden, wobei die häufigsten die Trisomie 21 (=Down-Syndrom), die Trisomie 18 (=Edwards-Syndrom), die Trisomie 13 (=Pätau-Syndrom) sowie zahlenmäßige Veränderungen der Geschlechtschromosomen sind. Bei Mosaiken ist die diagnostische Aussagekraft des Tests eingeschränkt.

Mosaike der analysierten Chromosomen können in der Regel nur im FISH-basierenden Test erfasst werden. Eine Aussage über alle anderen Chromosomen sowie über Veränderungen in der Struktur der Chromosomen ist mit beiden Schnelltests nicht möglich. Deshalb muss für die endgültige Beurteilung das Ergebnis der Chromosomenanalyse aus den Fruchtwasserzellen abgewartet werden.

FISH bei Mikrodeletion (diGeorge-Syndrom)

Molekulare Zytogenetik

Mit der FISH-Diagnostik lassen sich auch viele Mikrodeletionssyndrome diagnostizieren. Dies sind genetische Erkrankungen, die durch einen minimalen DNA-Stückverlust auf einem Chromosom entstehen. Im Rahmen der konventionellen Chromosomenanalyse werden diese Auffälligkeiten aufgrund ihrer geringen Größe nicht erfasst. Bei der routinemäßigen Chromosomenanalyse wird mit lichtmikroskopischen Verfahren eine Auflösung von bis zu genannten 550 Färbebanden angestrebt.

Bei Mikrodeletionen ist die Größe der Veränderung meist so gering, dass sie lichtmikroskopisch nicht mehr darstellbar ist.

Patienten mit Mikrodeletionssyndromen sind phänotypisch häufig auffällig, so dass in den meisten Fällen eine klinische Verdachtsdiagnose (z.B. Verdacht auf Cri-du-chat-Syndrom) besteht. Das Auftreten von Mikrodeletionssyndromen ist sporadisch und betrifft beide Geschlechter gleichermaßen. Das Wiederholungsrisiko beträgt bei einem Normalbefund der Eltern wegen eines Keimzellenmosaiks ca. 1 %. Durch die Einführung der High-Resolution-Techniken und der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) können Mikrodeletionen nachgewiesen werden.

Hochauflösende Chromosomenanalyse (Array-CGH)

Die Analyse des Genoms durch eine hochauflösende Chromosomenanalyse stellt eine erhebliche Erweiterung der üblichen zytogenetischen Untersuchungen dar.

Verfügbar ist das Verfahren seit Ende der 90er Jahre, eine weitere Verbreitung, sowohl der Verfügbarkeit also auch des Indikationsspektrums, erreichte es im Verlauf des letzten Jahrzehnts.

Entscheidend ist dafür zum einen die exaktere Lage- und Größenbestimmung der chromosomalen Defekte im Vergleich zur konventionellen Chromosomenanalyse und die ständig verbesserte Interpretierbarkeit der resultierenden Befunde.

Mit der Array-CGH sind chromosomale Defekte im gesamten Genom etwa 100mal genauer als mit den „klassischen“ Methoden zu erkennen.

Die Array-CGH-Diagnostik ist derzeit keine Regelleistung der gesetzlichen Krankenkasse im Rahmen der pränatalen Diagnostik. Sie wird lediglich in besonderen Fällen vorgeburtlich an Chorionzotten, Fruchtwasserzellen oder Nabelschnurblut durchgeführt, z.B. bei auffälligen Ultraschallbefunden und einem unauffälligen Chromosomensatz.

Vorher sollte eine ausführliche genetische Beratung stattfinden, die sowohl der oben beschriebenen eingeschränkten Interpretationsmöglichkeiten von Befunden als auch den möglichen Konsequenzen für die Schwangerschaft und die Familie Rechnung trägt.

Molekulargenetik - DNA-Analyse

Hier wird die Erbsubstanz (DNA) mit verschiedenen Labortechniken auf genetische Defekte oder Normabweichungen untersucht. Prinzipiell ist es möglich, auch kleinste Veränderungen der Informationseinheiten des Erbgutes zu erkennen.

Hierfür ist in aller Regel aber zumindest eine Verdachtsdiagnose oder ein Befund aus der Familienvorgeschichte notwendig, damit auf dieser Grundlage möglichst genau die in Frage kommenden Gene zu untersuchen, da mehrere Tausend Genanalysen verfügbar sind.