Medizinische Genetik: Die Chromosomenuntersuchung - auf dem Weg vom Mikroskop zum Array-Scanner

P Miny
2006 Swiss Medical Forum = Schweizerisches Medizin-Forum  
Die Chromosomenuntersuchung, die mikroskopische Beurteilung der Anzahl und der Struktur der Chromosomen, gilt als die klassische medizinisch-genetische Labormethode schlechthin [1]. Ihre Verbreitung in den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts und die Definition der chromosomalen Syndrome haben nicht unwesentlich zur schliesslichen Anerkennung der Medizinischen Genetik als Spezialdisziplin FMH und FAMH beigetragen. Bereits rund ein bis zwei Jahrzehnte später jedoch, mit dem Aufkommen
more » ... argenetischer Untersuchungstechniken, wurde ihr baldiges Aussterben und der Ersatz durch fortschrittlichere -nämlich molekulare -Methoden prophezeit. Die klassische Zytogenetik erschien plötzlich altmodisch und wenig attraktiv. Um so Erstaunlicheres zeigt eine aktuelle Bestandesaufnahme von 2005: Die klassische Chromosomenuntersuchung ist nach wie vor weltweit eine der am häufigsten angewendeten medizinisch-genetischen Laboruntersuchungen überhaupt. Sie ist noch immer der Goldstandard beim pränatalen Ausschluss von Aneuploidien und die Grundlage fast jeder fortgeschrittenen molekularzytogenetischen Routinediagnostik. Zwar haben verbesserte Kulturmedien die Untersuchungsdauer verkürzt und CCD-Kameras Fotoapparat und Schere verdrängt, doch die traditionellen Schritte der Chromosomenpräparation sind seit bald 50 Jahren praktisch unverändert geblieben. Soweit die Erfolgsgeschichte. Andererseits haftet der Kunst einer perfekten Chromosomenpräparation noch immer ein gewisses Odium von Hokuspokus an und gilt als Domäne von Eingeweihten. Auch andere Schattenseiten konnten über die Jahre nur graduell erhellt werden. Chromosomenuntersuchungen sind kaum automatisierbar, vergleichsweise sehr arbeitsaufwendig und damit kostenintensiv. Das Auflösungsvermögen selbst eines sehr guten Mikroskops ist begrenzt. Alle Chromosomenstrukturanomalien, die kleiner als ungefähr fünf Millionen Basenpaare sind (abhängig vom Kontraktionsgrad der Chromosomen), bleiben zwangsläufig unentdeckt. Neue Untersuchungsmethoden Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) Molekulare Methoden, vor allem die Fluoreszenzin-situ-Hybridisierung (FISH), haben die klassischen zytogenetischen Techniken seit den achtziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts ergänzt, nicht jedoch ersetzt. Chromosomenuntersuchungen wurden wieder populär, eine Fülle neuer Methoden entstand. Die Hybridisierung von fluoreszenzmarkierten spezifischen DNA-Sonden auf Chromosomenpräparate verbesserte das «Auflösungsvermögen» der zytogenetischen Diagnostik auf Defektgrössen von einigen Kilobasen, allerdings beschränkt auf die untersuchte Chromosomenregion. Die klinische Anwendung führte zur Definition von über 100 Mikrodeletions-und einigen Mikroduplikationssyndromen. Früher unklassifizierbare komplexe Strukturaberrationen oder überzähliges chromosomales Material unklarer Herkunft konnten fortan charakterisiert werden. Selbst wenn der Fortschritt in Teilbereichen der Routinediagnostik eindrücklich war, blieb der Erfolg in anderen begrenzt, weil eine möglichst zutreffende klinische Verdachtsdiagnose zwingend erforderlich ist. In Zeiten, in denen ein Grossteil aller Chromosomendiagnostik an eingesandten Proben mit mehr oder weniger detaillierten Angaben zur Klinik und damit zur Indikation durchgeführt wird, bleibt dies ein gravierendes Handicap. Auch an der Notwendigkeit Abbildung 1 Karyogramm einer Metaphase nach GTG-Bänderung (G-bands by trypsin using Giemsa): Ausgangsmaterial der konventionellen Chromosomenuntersuchung.
doi:10.4414/smf.2006.06067 fatcat:yvro6v4qtvgxjcnydnikdwwjc4