Chromosomenanomalien verursachen verschiedene Erkrankungen. Anomalien, die die Autosomen betreffen (die 22 paarigen Chromosomen, die bei Männern und Frauen ähnlich sind), kommen häufiger vor als solche, die die Geschlechtschromosomen (X und Y) betreffen.
Chromosomenanomalien passen in mehrere Kategorien, aber im Großen und Ganzen können sie als numerische oder strukturelle Anomalien betrachtet werden. Numerische Anomalien können einen Teil des Chromosoms oder das gesamte Chromosom betreffen.
Numerische Anomalien umfassen
Trisomie (ein zusätzliches Chromosom)
Monosomie (ein fehlendes Chromosom)
Zu strukturelle Anomalien gehören
Translokationen (Anomalien, bei denen ein ganzes Chromosom oder Segmente von Chromosomen unangemessen mit anderen Chromosomen verbunden sind)
Deletionen und Duplikationen von verschiedenen Teilen von Chromosomen
Terminologie:
Einige spezifische Begriffe aus dem Bereich der Genetik sind für die Beschreibung von Chromosomenanomalien wichtig:
Aneuploidie: Die am häufigsten durch ein zusätzliches oder fehlendes Chromosom verursachte Chromosomenanomalie.
Karyotyp: Der volle Chromosomensatz in den Zellen eines Menschen.
Genotyp: Die genetische Konstitution, die durch den Karyotyp bestimmt wird.
Phänotyp: die klinischen Befunde eines Menschen, einschließlich des äußeren Erscheinungsbilds – die biochemischen, physiologischen und physikalischen Faktoren wie sie von Genotyp und Umweltfaktoren bestimmt werden (siehe Grundprinzipien der medizinischen Genetik)
Mosaik: Das Vorhandensein von ≥ 2 Zelllinien, die sich im Genotyp unterscheiden, obwohl der Mensch von einer einzigen befruchteten Eizelle abstammt.
Diagnose von Chromosomenanomalien
Chromosomenanalyse (Karyotypisierung)
Banding
Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (Fluorescent in situ hybridization [FISH])
Chromosomale Microarray-Analyse (Array-vergleichende genomische Hybridisierung)
(Siehe auch Next-Generation-Sequenzierungstechnologien.)
in der Regel werden für die Chromosomenanalyse Lymphozyten verwendet, außer bei der pränatalen Untersuchung, wenn Amniozyten oder Zellen aus der Chorionzottenbiopsie verwendet werden (siehe Amniozentese und Chorionzottenbiopsie). Ein Karyotypanalyse beinhaltet eine Blockierung von Zellen in der Mitose während der Metaphase und die Färbung der kondensierten Chromosomen. Die Chromosomen der einzelnen Zellen werden photographiert und ihre Bilder so arrangiert, dass sie ein Karyotyp ergeben.
Verschiedene Techniken werden verwendet, um die Chromosomen genauer zu bestimmen:
Bei der klassischen Bandierung (z. B. G [Giemsa]-Bandierung, Q [Fluoreszenz]-Bandierung und C-Bandierung) wird ein Farbstoff verwendet, um Banden auf den Chromosomen zu färben.
Die hochauflösende Chromosomenanalyse verwendet spezielle Kulturmethoden, um einen hohen Prozentsatz der Prophase und Prometaphase Spreads zu erhalten. Die Chromosomen sind weniger kondensiert als in der routinemäßigen Metaphasenanalyse, und die Anzahl der identifizierbaren Bander wird erweitert, wodurch eine empfindlichere Karyotypanalyse erzielt wird.
Die spektrale Karyotyp-Analyse (auch als Chromosom-Malerei bekannt) verwendet Chromosom-spezifische verschiedenfarbige Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH)-Techniken, die die Sichtbarkeit bestimmter Defekte, einschließlich Translokationen und Inversionen, verbessern.
Die chromosomale Mikroarray-Analyse (CMA), auch Array-vergleichende genomische Hybridisierung genannt (aCGH) ist eine Single-Step-Technik, die das gesamte Genom auf Chromosomendosis-Anomalien, einschließlich der Vermehrungen (Vervielfältigungen) oder Verminderungen (Deletionen), die auf eine unausgewogene Translokation hinweisen können. Die Microarray-Analyse von Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNP) bietet zusätzlich die Möglichkeit, Regionen mit Homozygotie zu erkennen, die bei gemeinsamer Abstammung der Eltern (Blutsverwandtschaft) und auch bei uniparentaler Disomie (d. h. beide Kopien eines Chromosoms oder eines Teils eines Chromosoms werden von einem Elternteil vererbt, anstatt eine Kopie von der Mutter und eine Kopie vom Vater) auftreten können. Es ist wichtig zu beachten, dass eine CMA keine ausgeglichenen Umlagerungen erkennt (z. B. Translokationen, Inversionen), die nicht mit Deletionen oder Duplikationen assoziiert sind.
Vorsorge
Nichtinvasives pränatales Screening (NIPS) werden eingesetzt pränatale genetische Screening-Tests (1). Bei diesen Methoden werden zellfreie fetale DNA-Sequenzen aus einer mütterlichen Blutprobe gewonnen, vor allem für Trisomie 21 (Down-Syndrom), Trisomie 13, Trisomie 18, und Geschlechtschromosom-Aneuploidie. NIPS wurde als Screeningtest für allgemeine Mikrodeletionssyndrome (z. B. Deletion 22q11) verwendet. Es ist wichtig zu beachten, dass die Sensitivität und Spezifität für verschiedene Chromosomenanomalien unterschiedlich ist. Es wird empfohlen, dass jede Abnormalität, die bei NIPS festgestellt wird, mit einem diagnostischen Test bestätigt wird.
Literatur zum Screening
1. American College of Obstetricians and Gynecologists’ Committee on Practice Bulletins—Obstetrics; Committee on Genetics; Society for Maternal-Fetal Medicine: Screening for fetal chromosomal abnormalities: ACOG Practice Bulletin, Number 226. Obstet Gynecol 136(4):e48-e69, 2020. doi: 10.1097/AOG.0000000000004084