Anwendungsbeispiele aus der molekularen Cytogenetik

Molekulare Cytogenetik

Strukturelle chromosomale Veränderungen können in der konventionellen Cytogenetik lichtmikroskopisch nur dann nachgewiesen werden, wenn sie eine bestimmte Größe (5-10 Mb) nicht unterschreiten. Kleinere Anomalien – also submikroskopische strukturelle Veränderungen - können durch Kombination von cytogenetischen mit molekulargenetischen Methoden detektiert werden. Dies wird als molekulare Cytogenetik bezeichnet.

Zur Gruppe dieser Anomalien gehören zum Beispiel Mikrodeletionssyndrome. Diese sind durch kleinste chromosomale Deletionen gekennzeichnet. Die häufigste Ursache für die Entstehung von Mikrodeletionen ist eine nicht homologe Rekombination zwischen repetitiven Sequenzen während der Meiose. Zur Detektion dieser chromosomalen Imbalancen wird die Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung (FISH) eingesetzt. Besteht z.B. der klinische Verdacht auf ein Prader-Willi-Syndrom oder DiGeorge-Syndrom, kann gezielt eine FISH-Sonde (fluoreszenzmarkierte DNA-Sonde) auf ein Chromosomenpräparat hybridisiert werden, um die entsprechende Mikrodeletion nachzuweisen oder auszuschliessen.

Neben anderen Anwendungen ist ein wichtiges Einsatzgebiet spezifischer FISH-Sonden der pränataler Schnelltest. Innerhalb eines Arbeitstages kann aus unkultivierten Fruchtwasserzellen festgestellt werden, ob eine numerische Störung der Chromosomen 13, 18, 21 (lebensfähige Trisomien) bzw. der Geschlechtschromosomen vorliegt.

Unabhängig davon wird die Array CGH-Analyse mit Hilfe von hochdichten SNP-Microarrays eingesetzt, um eine hochauflösende molekulare Karyotypisierung durchzuführen. Diese Methode revolutioniert die molekulare Cytogenetik und hilft, zahlreiche, bislang ungelöste Fälle syndromaler Erkrankungen aufklären zu können.