Zytogenetik

 

Im Rahmen der zytogenetischen Diagnostik erfolgt die lichtmikroskopische Beurteilung des genetischen Materials in Form der Chromosomen. Diese befinden sich im Zellkern und können erst während der Zellteilung, also nach einer Zellkultivierung, im Metaphase-Stadium mikroskopisch sichtbar gemacht werden. Der Name Chromosom stammt aus dem Griechischen und bedeutet "gefärbte Körper" (chroma soma).


Der normale menschliche Chromosomensatz (Karyotyp) enthält insgesamt 46 paarig zuordenbare Chromosomen (jeweils 23 von Mutter und Vater vererbt). Unterschiedliche Färbe- und Bänderungsverfahren ermöglichen die Darstellung und individuelle Differenzierung der 44 Autosomen (Körperchromosomen) und 2 Gonosomen (Geschlechtschromosomen), XX bei der Frau und XY beim Mann.
Mit der zytogenetischen Diagnostik sind zahlenmäßige (numerische) und grobstrukturelle Veränderungen (Aberrationen) erfassbar, wobei die Aussagekraft durch die begrenzte lichtmikroskopische Auflösung (Qualitätsmaß dafür ist die sog. Bandenzahl) eingeschränkt wird.

 


Karyogramm (sortiert): normaler männlicher Karyotyp 46,XY in GTG-Bandenfärbung (Bandenzahl > 500) mit Ideogrammen der jeweiligen Chromosomen

 

46 Chromosomen aus dem Zellkern (unsortiert): CBG-Zentromerfärbung

 

Numerische Störungen können entweder den kompletten Chromosomensatz (3fach - Triploidie oder 4fach - Tetraploidie) oder einzelne Chromosomen betreffen (Monosomie - Chromosom nur einmal bzw. Trisomie - Chromosom dreimal vorhanden [z.B. Trisomie 21 als Ursache des Down-Syndroms]).
Zu den strukturellen Aberrationen zählen Umbauten innerhalb eines Chromosoms (Verlust [Deletion] oder Zugewinn [Duplikation] von Chromosomenanteilen, 180°-Drehung [Inversion]) oder zwischen verschiedenen Chromosomen (Umlagerungen [Translokationen]).
 

Seit 1971 gibt es ein standardisiertes System zur formalen Beschreibung der Chromosomen und Chromosomenveränderungen, den Karyotyp. Die Formulierung erfolgt nach einer einheitlichen Nomenklatur (aktuell ISCN 2009).

Zellkulturen für die Chromosomenanalyse können aus unterschiedlichen Ausgangsmaterialien wie z. B. Blut, Fruchtwasser, Abortgewebe und Chorionzotten angelegt werden.
Nach einer speziellen Präparation werden die in der Zellsuspension vorliegenden Chromosomen auf transparente Objektträger gebracht, fixiert, gefärbt und mikroskopisch (meist bei 1000facher Vergrößerung) bzw. Software-gestützt ausgewertet.

 

Im folgenden werden die häufigsten Untersuchungen kurz vorgestellt.

 

1.1. Chromosomenanalyse aus Blutlymphozyten (meist postnatal, aber auch Nabelschnurblut)

Zur Postnataldiagnostik gehört die Untersuchung von kultivierten Lymphozyten aus peripherem (Venen)Blut
Ausgangsmaterial: Lithium-Heparinblut 0,5 - 5 ml; Dauer: 1-2 Wochen


1.2. Chromosomenanalyse aus Abortgewebe

Zur Abklärung möglicher genetischer Abortursachen werden Zellkulturen von fetalem Gewebe u./o. Plazentagewebe angelegt und analysiert.
Ausgangsmaterial: Abortgewebe in steriler NaCl-Lösung o. Transportmedium; Dauer: 2 Wochen


2.1. Pränatale Chromosomenanalyse aus Fruchtwasserzellen

Die Fruchtwasserpunktion (Amniozentese; AC) kann ab der 14. SSW erfolgen.
Es werden mehrere Zellkulturen aus 10-20 ml Fruchtwasser parallel angelegt und analysiert.
Dauer: 10-14 Tage

In besonderen Fällen kann ein sog. Pränataler Schnelltest (s. Molekulare Zytogenetik) erfolgen.
Dauer: 1 Tag


2.2. Pränatale Chromosomenanalyse aus Chorionzottengewebe

Die Chorionzottenbiopsie (CVS) kann ab der 9. SSW erfolgen.
Dauer: vorläufiger Befund nach Direktpräparation der Chorionzotten am nächsten Tag. Der zytogenetische Endbefund wird nach Langzeitkulturen in 14-18 Tagen erwartet.
 

In besonderen Fällen kann ein sog. Pränataler Schnelltest (s. Molekulare Zytogenetik) erfolgen.
Dauer: 1 Tag