Die Cytogenetik beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Weitergabe von Chromosomen bei der Zellteilung und in der Keimbahn. Als Chromosomen werden bestimmte Strukturen im Zellkern bezeichnet, die die gesamte Erbinformation eines Individuums enthalten.Der Mensch besitzt 46 Chromosomen, 44 Autosomen und 2 Gonosomen (Geschlechtschromosomen), die das Geschlecht bestimmen (XX für weiblich, XY für männlich).Eine Untersuchung der Chromosomen (sog. Chromosomenanalyse) ist nur aus Zellen möglich, die sich im Zustand der Teilung befinden. Um eine ausreichende Menge sich teilender Zellen zur Verfügung zu haben, muss deshalb in der Regel eine Zellkultur angelegt werden. Hierzu können Zellen verschiedensten Ursprungs dienen (Fruchtwasserzellen, Lymphozyten aus Blut, Fibroblasten aus Abortmaterial oder einer Hautbiopsie).Nach der Präparation und Färbung lassen sich die Chromosomen unter dem Mikroskop nach Anzahl und Struktur analysieren. Jedes der menschlichen Chromosomen besitzt ein charakteristisches Aussehen, nach dem sie sich in einem so genannten Karyogramm ordnen lassen (Karyotypisierung). Durch Abweichungen von der richtigen Anzahl oder dem charakteristischen Aussehen lassen sich die unterschiedlichen Chromosomenstörungen erkennen.
Chromosomenstörungen
Wenn Zellen sich teilen, müssen die Chromosomen (die das in Genen organisierte Erbmaterial enthalten) zunächst verdoppelt und dann exakt zwischen den entstehenden Tochterzellen aufgeteilt werden. In seltenen Fällen kann es hierbei zu Fehlern kommen, aus denen sich Fehlverteilungen ergeben. Die Fehlverteilungen führen dazu, dass die eine Zelle zu viele und die andere zu wenige Chromosomen enthält, d.h. es entsteht ein Ungleichgewicht. In den meisten Fällen hat dieses Ungleichgewicht Fehlbildungen und eine geistige Behinderung zur Folge.
1. Veränderung der Anzahl der Chromosomen
Betrifft die Fehlverteilung ganze Chromosomen, spricht man von numerischen (zahlenmäßigen) Aberrationen.
Autosomale Trisomien
Die häufigste numerische Aberration ist das Down-Syndrom, eine Erkrankung bei welcher das kleinste Autosom, das Chromosom 21, dreifach vorliegt. Man spricht deshalb auch von Trisomie 21 (Karyotyp: z.B. 47,XX,+21). Die betroffenen Menschen sind geistig behindert und zeigen eine Reihe körperlicher Auffälligkeiten.
Trisomien der Chromosomen 18 (Edwards-Syndrom) und 13 (Pätau-Syndrom) kommen wesentlich seltener vor. Allerdings ist die Symptomatik bei diesen Trisomien sehr viel schwerer als bei der Trisomie 21 und die Überlebenschance der betroffenen Kinder geringer.
Veränderungen in der Anzahl der Geschlechtschromosomen
Fehlverteilungen der Geschlechtschromosomen werden weit besser vom Organismus toleriert. Träger einer Geschlechtschromosomenabweichung zeigen nur relativ geringe körperliche Auffälligkeiten und entwickeln sich geistig in der Regel normal. Allerdings kann die Fruchtbarkeit stark eingeschränkt sein. Letzteres ist der Fall beim Klinefelter-Syndrom (männliches Erscheinungsbild, zusätzliches X-Chromosom, Karyotyp 47,XXY) und beim Turner-Syndrom (weibliches Erscheinungsbild, Kleinwuchs, fehlendes X-Chromosom, Karyotyp 45,X). Weibliche Träger eines dritten X-Chromosoms (Karyotyp 47,XXX) und männliche Träger eines zweiten Y-Chromosoms (Karyotyp 47,XYY) sind dagegen weitgehend unauffällig und können sich in der Regel auch ohne Probleme fortpflanzen.
Seltene numerische Aberrationen
Außer den genannten Beispielen gibt es noch sehr seltene Trisomien anderer Chromosomen, die jedoch als Mosaik vorliegen (d.h. es existieren zwei oder mehrere Zelllinien, in denen eine normal ist, die anderen eine Chromosomenstörung zeigen.)
2. Veränderungen der Struktur der Chromosomen
Neben den numerischen Aberrationen können auch strukturelle Chromosomenauffälligkeiten auftreten. Man versteht hierunter Veränderungen der Chromosomenstruktur, ohne dass die Anzahl der Chromosomen verändert sein muss (was aber auch zusätzlich der Fall sein kann).
Balancierte strukturelle Chromosomenveränderungen
Bei strukturellen Aberrationen kann eine Umverteilung des genetischen Materials (z.B. als Translokation zwischen zwei verschiedenen Chromosomen) vorliegen, ohne dass ein Ungleichgewicht entsteht, z.B. sog. balancierte Translokationen oder Inversionen. Die Träger einer solchen Chromosomenanomalie sind gesund. Wenn bei einem der Eltern eine balancierte Translokation vorliegt, erhöht sich jedoch bei der Weitergabe der Erbinformation das Risiko für Fehlgeburten sowie für die Geburt eines Kindes mit Fehlbildungen und geistiger Behinderung aufgrund eines unbalancierten Chromosomensatzes. Eine Fruchtwasseruntersuchung ist in solchen Fällen dringend anzuraten.
Unbalancierte Strukturveränderungen der Chromosomen
Bei strukturellen Chromosomenstörungen in Form von unbalancierten Translokationen, Deletionen, Insertionen oder Duplikationen besteht fast immer ein Ungleichgewicht, d.h. es ist entweder zuviel oder zuwenig genetisches Material vorhanden. Z.B. fehlt beim Cri-du-chat-Syndrom ein kleines Stück des kurzen Arms von Chromosom 5 (Deletion) mit der Folge von Dysmorphien und einer geistigen Behinderung. In ganz seltenen Fällen treten auch strukturelle Veränderungen in Form von Mosaiken (s.o.) auf oder es finden sich zusätzliche kleine Chromosomenstücke, die zunächst nicht zu definieren sind (sog. Markerchromosomen). Solche Markerchromosomen lassen sich nur mit einem sehr aufwändigen molekularcytogenetischen Verfahren identifizieren.
Hinweise zur Probenentnahme: Es werden 7,5 ml Na-Heparin-Blut benötigt. Das Untersuchungsergebnis liegt nach ca. 3-7 Tagen vor.
Humangenetische Leistungen (genetische Beratung, zytogenetische und molekulargenetische Untersuchungen) belasten das Budget des überweisenden Arztes nicht. Die Abrechnung erfolgt über einen Überweisungsschein Muster 06.
