Zytogenetische Diagnostik – Unser Leistungsspektrum

ZYTOGENETIK - konventionelle & molekulare

Leiterin

Dr. rer. nat. Herdit M. Schüler
 

Formulare (PDF)

Primärprobenhandbuch
Auftrag und Einwilligung zur genetischen Diagnostik
Order for genetic testing
Anleitung Blutentnahme & Probenversand - Zytogenetik (PDF)

Die Zytogenetik ist der Fachbereich der Humangenetik, der sich mit der Analyse der (menschlichen) Chromosomen befasst. Alle höheren Organismen (Eukaryonten) besitzen Chromosomen. Sie stellen die Transportform des Erbmaterials, der DNA, dar. Die Anzahl und Morphologie der Chromosomen wird daher in einem Stadium starker Kontraktion im Verlauf der Kern- und Zellteilung (Mitose) mittels (Licht-)mikroskopen analysiert, wenn das Erbmaterial auf die Tochterzellen verteilt wird.

Zur Chromosomenanalyse wären somit alle Untersuchungsmaterialien geeignet, in denen Zellteilungsabläufe stattfinden, d. h. die mitotische Aktivität aufweisen. In der Praxis erfolgen zytogenetische Analysen zumeist anhand von Chromosomenpräparaten aus

  • Kurzzeit-Lymphozytenkulturen und
  • Langzeit-Fibroblastenkulturen 

für postnataldiagnostische Zwecke sowie im Bereich der Pränataldiagnostik anhand von

  • Direktpräparationen nach Chorionzottenbiopsie,
  • Kurzzeitkulturen nach fetaler Blutpunktion und 
  • Langzeitkulturen nach Chorionzottenbiopsien und Fruchtwasserpunktionen
  • und auch an Abortgeweben fetaler und extrafetaler Herkunft durch Langzeitkulturen.

Der Chromosomensatz jeder Spezies, so auch des Menschen, wird zum einen durch die Anzahl und zum anderen durch die Morphologie und Struktur der Chromosomen charakterisiert. Die innere Strukturierung der Chromosomen, die sich aus einer unterschiedlich dichten Faltung und Kontraktion des DNA-Makromoleküls und assoziierter Proteine sowie aus den unterschiedlichen Konzentrationen der vier Basen der DNA ergibt, lässt sich durch spezifische Färbetechniken, die Chromosomen-Bänderungsverfahren darstellen, und so der Analyse zuführen.
Bei der konventionellen zytogenetischen Diagnostik wird von präparierten Zellteilungsstadien - Prometa- und Metaphasen - der Chromosomensatz ermittelt und hinsichtlich der Anzahl und Struktur der Chromosomen analysiert.

Im Verlauf dieser Untersuchungen, der sog. Karyotypanalyse, werden die Chromosomen paarweise und der Größe nach angeordnet, wobei die 22 Autosomenpaare (Nicht- Geschlechtschromosomen) dem Gonosomenpaar (Geschlechtschromosomen) gegenübergestellt werden.
Die grobmorphologischen Kriterien - Größe und Lage des Zentomers - erlauben eine Einteilung in sieben Gruppen. Die durch die spezifische Färbeverfahren als sog. Bandenmuster darstellbare innere Strukturierung ermöglicht die Identifizierung der Homologen eines Chromosomenpaares sowie die Suche und den Nachweis von Veränderungen des Aufbaus einzelner Chromosomen. Weiterführende Methoden, die sich Techniken aus dem Bereich der Molekulargenetik bedienen - Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung (FISH) -, lassen den gezielten Nachweis von Chromosomen, Chromosomenabschnitten und sogar von Genen und bestimmten DNA-Abschnitten an Metaphasen aber auch an Interphasen, d. h. nicht in Teilung befindliche Zellen, zu. Auf diese Weise können spezifische DNA-Sequenzen und Gene auf chromosomaler, d. h. lichtmikroskopischer, Ebene sichtbar gemacht werden.

Chromosomenveränderung - der Anzahl wie der Struktur - treten bei ca. 0,5% aller lebend geborenen Kinder auf. Sie können Entwicklungsstörungen und / oder Fehlbildungen nach sich ziehen. Die Träger von Chromosomenaberrationen - insbesondere struktureller Art - können selber jedoch durchaus unauffällig sein (balancierte Umbauten), hingegen kann es in ihrer Nachkommenschaft in folge der elterlichen Aberration zu klinische Auffälligkeiten aufgrund eines unausgeglichenen Chromosomenstatus (unbalancierte Chromosomenveränderung) kommen.
Die Chromosomenanalyse ist ein wichtiger Bestandteil der klinischen Diagnostik und sollte in aller Regel an eine humangenetische Beratung gebunden sein.
Anlässe (Indikationen) für eine postnatale Chromosomendiagnostik sind bei Kindern das Auftreten von

  • körperlicher und/oder geistiger Entwicklungsstörung,
  • Dysmorphiezeichen des Schädels, des Gesichts sowie des Skeletts,
  • (Organ-)Fehlbildungen besonders in Verbindung mit Dysmorphiezeichen,
  • Wachstumsauffälligkeiten (Klein-/Großwuchs) mit Abweichungen im Hinblick auf den Eintritt in die Pubertät, die Entwicklung der sekundären Geschlechtsmerkmale und des altersentsprechenden Hormonstatus,
  • Hinweise auf Vorliegen eines (Mikro-)Deletionssyndroms.

Bei Erwachsenen sollte das Vorkommen folgender Faktoren zur Chromosomenanalyse veranlassen

  • Wachstumsstörungen /-auffälligkeiten (Kleinwuchs bei Frauen, Großwuchs bei Männern) in Kombination mit Infertilität und abweichendem (Sexual-)Hormonspiegel,
  • Fertilitätsstörungen / Sterilität
  • Geburt eines Kindes oder Totgeburt mit Fehlbildungskomplex und Verdacht auf Vorliegen bzw. Nachweis einer Chromosomenaberration,
  • wiederholte Aborte,
  • Familienangehörige mit klinischen Auffälligkeiten und Verdacht auf zugrundeliegende Chromosomenstörung,
  • Vorliegen eines bislang ungeklärten Fehlbildungssydroms bzw. von Symptomen eines (Mikro-)Deletionssyndroms.

Einer pränatalen Chromosomenuntersuchung, die im Rahmen der herkömmlichen Verfahren immer an einen invasiven Eingriff und daher mit einem Risiko für das ungeborene Kind gekoppelt ist, sollte stets eine ausführliche humangenetische Beratung vorausgehen.
Indikationen für diese Untersuchungen anhand der o.g. Untersuchungsmaterialien sind

  • erhöhtes mütterliches Alter,
  • vorangegangenen Geburt eines Kindes oder Schwangerschaft mit einer Chromosomenaberration,
  • Vorliegen einer Chromosomenstörung bei einem Elternteil,
  • Ultraschallauffälligkeiten (Wachstumsretardierung, Organfehlbildungen) bei ungeborenen Kindern,
  • Auffälligkeiten bei nicht-invasiven Schwangerschafts-Screening (US, Triple-Test u.a.)