Chromosomenanalyse

1 Definition

Als Chromosomenanalyse bezeichnet man ein häufig verwendetes Verfahren der klassischen Zytogenetik, mit dem numerische und strukturelle Chromosomenaberrationen nachgewiesen werden können.

2 Möglichkeiten und Anwendungsspektrum

Chromosomenanalysen werden durchgeführt bei:

• Verdacht auf ein chromosomales Syndrom (Down-Syndrom, Klinefelter-Syndrom, Turner-Syndrom)
• Vorliegen von Fehlbildungen (Dysmorphien)
• Vorliegen einer mentale Retardierung
• Vorliegen von Infertilität
• Auftreten habitueller Aborte
• Vorliegen von Neoplasien (v.a. Leukämien und Lymphome)

3 Durchführung

Genom-Scan (Karyogramm)

Eine Chromosomenanalyse erfolgt normalerweise aus Lymphozyten, die aus peripheren Blut gewonnen werden und mit Heparin ungerinnbar gemacht werden. Vor der Analyse werden die Lymphozyten mit Phytohämagglutinin stimuliert und kultiviert werden. In manchen Fällen ist auch ein Nachweis aus anderen Materialien (z.B. Hautbiopsie, Knochenmarkbiopsie, etc.) möglich. Aus den Lymphozyten gewonnenes DNA-Material wird in der Metaphase auf Objektträgern fixiert und gefärbt (mit einer sogenannten Bänderungstechnik, z.B. GTG-Bänderung). Durch die Färbung ergibt sich für alle Chromosomenpaare (22 autosome und 1 gonosomes Chromosomenpaar) ein spezifisches Bandenmuster, anhand dessen sie nach internationalen Normen (International System of Human Cytogenetic Nomenclature) unterschieden, geordnet und anschließend beurteilt werden können.

Nach Abschluss der Analyse der Chromosomen kann das Ergebnis in kurzer Form als international genormte Karyotyp-Formel angegeben werden (zytogenetischer Befund).

4 Grenzen

Mit der klassischen Bänderungstechnik sind grobe Veränderungen der Chromosomenstruktur sicher nachweisbar, sehr kleine Chromosomenaberrationen (z.B. Mikrodeletionen) können jedoch damit nicht erkannt werden (die Auflösung der Bänderungtechnik ist auf ca. 10 Mb begrenzt). Im Zweifel können molekularzytogenetische Untersuchungen wie z.B. die Fluoreszenz-In-Situ-Hybridisierungs-Technik (FISH-Analyse) besseren Aufschluss geben. Beide Techniken, klassische und molekulare, ergänzen sich und ermöglichen gemeinsam die moderne klinische Zytogenetik.

5 Beispiele

5.1 Normaler zytogenetischer Befund

Beispiele für normalen Karyotyp:

• Mann: 46,XY
• Frau: 46,XX

5.2 Numerische Chromosomenaberration

Beispiele für pathologischen Karyotyp infolge einer numerischen Chromosomenaberration:

• Turnersyndrom: 45,X
• Klinefelter-Syndrom: 47,XXY
• Ullrich-Turner-Syndrom: 45,X

5.3 Strukturelle Chromosomenaberration

Beispiele für pathologischen Karyotyp infolge von strukturellen Aberrationen:

• Deletion: 46,XX,del(4)(p16)
• reziproke balancierte Translokation mit maternalem Ursprung: 46,XX,t(4;8)(p16;p23)mat
• unbalancierte Translokation mit paternalem Ursprung: 46,XY,der(8)t(4;8)(p16;p23)pat
• balancierte Robertson'sche Translokation 14/21: 45,XX,rob(14;21)(q10;q10)
• unbalancierte Robertson'sche Translokation 14/21: 46,XY,rob(14;21)(q10;q10),+21
• perizentrische Inversion: 46,XX,inv(4)(p14q21)