Der Zweck und die Schritte eines Karyotyp-Tests

Wenn Ihr Arzt einen Karyotyp-Test für Sie oder Ihr Kind oder nach einer Amniozentese empfohlen hat, was beinhaltet dieser Test? Welche Bedingungen kann ein Karyotyp diagnostiziert werden, welche Schritte sind mit der Durchführung der Tests verbunden und was sind ihre Grenzen?

Was ist ein Karyotyp-Test?

Ein Karyotyp ist eine Fotografie der Chromosomen in einer Zelle. Karyotypen können aus Blutzellen, fetalen Hautzellen (aus Fruchtwasser oder der Plazenta) oder Knochenmarkzellen entnommen werden.

Mit einem Karyotyp-Test diagnostizierte Bedingungen

Karyotypen können zum Screening und zur Bestätigung von Chromosomenanomalien wie dem Down-Syndrom und dem Katzenaugen-Syndrom verwendet werden, und es gibt mehrere verschiedene Arten von Anomalien, die erkannt werden können.

Beispiele für Trisomien sind:

• Down-Syndrom (Trisomie 21)
• Edward-Syndrom (Trisomie 18)
• Patau-Syndrom (Trisomie 13)
• Klinefelter-Syndrom (XXY und andere Variationen) – Das Klinefelter-Syndrom tritt bei 1 von 500 männlichen Neugeborenen auf
• Triple-X-Syndrom (XXX)

Ein Beispiel für Monosomie umfasst:

• Turner-Syndrom (X0) oder Monosomie X – Ungefähr 10% der Fehlgeburten im ersten Trimester sind auf das Turner-Syndrom zurückzuführen, aber diese Monosomie ist nur bei etwa 1 von 2.500 weiblichen Lebendgeburten vorhanden

Beispiele für chromosomale Deletionen sind

• Cri-du-Chat-Syndrom (fehlendes Chromosom 5)
• Williams-Syndrom (fehlendes Chromosom 7)

Translokationen – Es gibt viele Beispiele für Translokationen, darunter das Translokation-Down-Syndrom. Robertsonianische Translokationen sind ziemlich häufig und treten bei etwa 1 von 1000 Menschen auf.

Mosaizismus ist ein Zustand, bei dem einige Zellen im Körper eine Chromosomenanomalie aufweisen, andere hingegen nicht. Zum Beispiel das Mosaik-Down-Syndrom oder die Mosaik-Trisomie 9. Die vollständige Trisomie 9 ist nicht mit dem Leben vereinbar, aber die Mosaik-Trisomie 9 kann zu einer Lebendgeburt führen.

Wenn es fertig ist

Es gibt viele Situationen, in denen ein Karyotyp von Ihrem Arzt empfohlen werden kann. Dazu können gehören:

• • Säuglinge oder Kinder mit Krankheiten, die auf eine noch nicht diagnostizierte Chromosomenanomalie hindeuten.
  • Erwachsene mit Symptomen, die auf eine Chromosomenanomalie hindeuten (z.B. können Männer mit Morbus Klinefelter bis zur Pubertät oder zum Erwachsenenalter undiagnostiziert bleiben). Einige der Mosaik-Trisomie-Störungen können auch undiagnostiziert bleiben.
  • Unfruchtbarkeit: Bei Unfruchtbarkeit kann ein genetischer Karyotyp durchgeführt werden. Wie oben erwähnt, können einige Chromosomenanomalien bis zum Erwachsenenalter undiagnostiziert bleiben. Eine Frau mit Turner-Syndrom oder ein Mann mit einer der Varianten des Klinefelter-Syndroms ist sich der Erkrankung möglicherweise nicht bewusst, bis sie mit der Unfruchtbarkeit fertig werden.
  • Pränatale Untersuchungen: In einigen Fällen, z.B. beim Translokation-Down-Syndrom, kann die Erkrankung erblich bedingt sein, und die Eltern können getestet werden, wenn ein Kind mit einem Down-Syndrom geboren wurde. (Es ist wichtig zu beachten, dass es sich beim Down-Syndrom in den meisten Fällen nicht um eine erbliche Erkrankung, sondern um eine zufällige Mutation handelt).
  • Totgeburt: Ein Karyotyp wird oft als Teil der Untersuchung nach einer Totgeburt durchgeführt.
  • Wiederkehrende Fehlgeburten: Ein elterlicher Karyotyp rezidivierender Fehlgeburten kann Hinweise auf die Gründe für diese verheerenden wiederkehrenden Verluste geben. Man geht davon aus, dass Chromosomenanomalien, wie z.B. Trisomie 16, die Ursache für mindestens 50% der Fehlgeburten sind.
  • Leukämie: Karyotyp-Tests können auch zur Unterstützung der Diagnose von Leukämien durchgeführt werden, z.B. durch Suche nach dem Philadelphia-Chromosom, das bei einigen Menschen mit chronischer myelogener Leukämie oder akuter lymphatischer Leukämie gefunden wird.

Gründe, warum Ihr Arzt eine Karyotypie bestellen kann

Beteiligte Schritte

Ein Karyotyp-Test mag sich wie ein einfacher Bluttest anhören, was viele Menschen sich fragen lässt, warum es so lange dauert, bis die Ergebnisse vorliegen. Dieser Test ist nach der Entnahme eigentlich recht komplex. Lassen Sie uns einen Blick auf diese Schritte werfen, damit Sie verstehen können, was in der Zeit, in der Sie auf den Test warten, geschieht.

1. Probenentnahme

Der erste Schritt bei der Durchführung eines Karyotyps ist die Entnahme einer Probe. Bei Neugeborenen wird eine Blutprobe entnommen, die rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen, Serum und andere Flüssigkeiten enthält. Ein Karyotyp wird an den weißen Blutkörperchen durchgeführt, die sich aktiv teilen (ein Zustand, der als Mitose bezeichnet wird). Während der Schwangerschaft kann die Probe entweder Fruchtwasser sein, das während einer Fruchtwasseruntersuchung entnommen wird, oder ein Stück der Plazenta, das während eines Chorionzotten-Probenentnahmetests (CVS) entnommen wird. Das Fruchtwasser enthält fetale Hautzellen, die zur Erzeugung eines Karyotyps verwendet werden.

2. Transport zum Laboratorium

Karyotypen werden in einem speziellen Labor namens Zytogenetik-Labor durchgeführt – einem Labor, das Chromosomen untersucht. Nicht alle Krankenhäuser verfügen über Zytogenetik-Labors. Wenn Ihr Krankenhaus oder Ihre medizinische Einrichtung kein eigenes zytogenetisches Labor hat, wird die Testprobe an ein Labor geschickt, das auf die Karyotypanalyse spezialisiert ist. Die Testprobe wird von speziell ausgebildeten Zytogenetikern, promovierten Zytogenetikern oder medizinischen Genetikern analysiert.

3. Trennen der Zellen

Um Chromosomen analysieren zu können, muss die Probe Zellen enthalten, die sich aktiv teilen. Im Blut teilen sich die weissen Blutkörperchen aktiv. Die meisten fetalen Zellen teilen sich ebenfalls aktiv. Sobald die Probe im zytogenetischen Labor angekommen ist, werden die sich nicht teilenden Zellen mit speziellen Chemikalien von den sich teilenden Zellen getrennt.

4. Wachsende Zellen

Um genügend Zellen für die Analyse zu haben, werden die sich teilenden Zellen in speziellen Medien oder einer Zellkultur gezüchtet. Dieses Medium enthält Chemikalien und Hormone, die es den Zellen ermöglichen, sich zu teilen und zu vermehren. Dieser Prozess der Kultivierung kann bei Blutzellen drei bis vier Tage und bei fetalen Zellen bis zu einer Woche dauern.

5. Zellen synchronisieren

Chromosomen sind ein langer Strang der menschlichen DNA. Um die Chromosomen unter dem Mikroskop sehen zu können, müssen die Chromosomen in ihrer kompaktesten Form in einer Phase der Zellteilung (Mitose), der so genannten Metaphase, vorliegen. Um alle Zellen in dieses spezifische Stadium der Zellteilung zu bringen, werden die Zellen mit einer Chemikalie behandelt, die die Zellteilung an der Stelle stoppt, an der die Chromosomen am kompaktesten sind.

6. Freisetzung der Chromosomen aus ihren Zellen

Um diese kompakten Chromosomen unter dem Mikroskop sehen zu können, müssen die Chromosomen aus den weißen Blutkörperchen herausgelöst sein. Dies geschieht, indem die weißen Blutkörperchen mit einer speziellen Lösung behandelt werden, die sie zum Platzen bringt. Dies geschieht, während sich die Zellen auf einem mikroskopischen Objektträger befinden. Die von den weissen Blutkörperchen übrig gebliebenen Trümmer werden weggespült, so dass die Chromosomen am Objektträger kleben bleiben.

7. Färbung der Chromosomen

Chromosomen sind von Natur aus farblos. Um ein Chromosom von einem anderen zu unterscheiden, wird ein spezieller Farbstoff namens Giemsa-Farbstoff auf den Objektträger aufgetragen. Der Giemsa-Farbstoff färbt Regionen der Chromosomen, die reich an den Basen Adenin (A) und Thymin (T) sind. Wenn sie gefärbt werden, sehen die Chromosomen wie Stränge mit hellen und dunklen Bändern aus. Jedes Chromosom hat ein spezifisches Muster von hellen und dunklen Bändern, die es dem Zytogenetiker ermöglichen, ein Chromosom vom anderen zu unterscheiden. Jede dunkle oder helle Bande umfasst Hunderte von verschiedenen Genen.

8. Analyse

Sobald die Chromosomen angefärbt sind, wird der Objektträger zur Analyse unter das Mikroskop gelegt. Von den Chromosomen wird dann ein Bild gemacht. Am Ende der Analyse wird die Gesamtzahl der Chromosomen bestimmt und die Chromosomen nach Größe geordnet.

9. Zählen der Chromosomen

Der erste Schritt der Analyse ist die Zählung der Chromosomen. Die meisten Menschen haben 46 Chromosomen. Menschen mit Down-Syndrom haben 47 Chromosomen. Es ist auch möglich, dass Menschen fehlende Chromosomen, mehr als ein zusätzliches Chromosom oder einen Teil eines Chromosoms haben, der entweder fehlt oder dupliziert ist. Wenn man nur die Anzahl der Chromosomen betrachtet, ist es möglich, verschiedene Erkrankungen einschließlich des Down-Syndroms zu diagnostizieren.

10. Sortierung der Chromosomen

Nachdem die Anzahl der Chromosomen bestimmt wurde, beginnt der Zytogenetiker mit der Sortierung der Chromosomen. Um die Chromosomen zu sortieren, vergleicht der Zytogenetiker die Chromosomenlänge, die Platzierung der Zentromere (die Bereiche, in denen die beiden Chromatiden verbunden sind) sowie die Lage und Größe der G-Banden. Die Chromosomenpaare werden von den größten (Nummer 1) bis zu den kleinsten (Nummer 22) durchnummeriert. Es gibt 22 Chromosomenpaare, Autosomen genannt, die genau übereinstimmen. Es gibt auch die Geschlechtschromosomen, Frauen haben zwei X-Chromosomen, während Männer ein X und ein Y haben.

11. Blick auf die Struktur

Neben der Gesamtzahl der Chromosomen und der Geschlechtschromosomen wird der Zytogenetiker auch die Struktur der spezifischen Chromosomen untersuchen, um sicherzustellen, dass kein fehlendes oder zusätzliches Material sowie strukturelle Anomalien wie Translokationen vorhanden sind. Eine Translokation liegt vor, wenn ein Teil eines Chromosoms mit einem anderen Chromosom verbunden ist. In einigen Fällen sind zwei Chromosomenteile vertauscht (eine ausgeglichene Translokation), in anderen Fällen wird ein zusätzliches Stück hinzugefügt oder es fehlt nur ein Chromosom.

12. Das Endergebnis

Am Ende zeigt der endgültige Karyotyp die Gesamtzahl der Chromosomen, das Geschlecht und alle strukturellen Anomalien mit individuellen Chromosomen. Es entsteht ein digitales Bild der Chromosomen, wobei alle Chromosomen nach ihrer Anzahl angeordnet sind.

Grenzen der Karyotyp-Prüfung

Es ist wichtig zu beachten, dass der Karyotyp-Test zwar viele Informationen über die Chromosomen liefern kann, aber dieser Test nicht sagen kann, ob spezifische Genmutationen, wie z.B. solche, die Mukoviszidose verursachen, vorhanden sind. Ihr genetischer Berater kann Ihnen helfen, zu verstehen, was der Karyotyp-Test Ihnen sagen kann und was er nicht sagen kann. Weitere Studien sind erforderlich, um die mögliche Rolle von Genmutationen bei Krankheiten oder Fehlgeburten zu beurteilen.

Es ist auch wichtig zu beachten, dass Karyotyp-Tests manchmal nicht in der Lage sind, einige Chromosomenanomalien zu erkennen, z.B. wenn ein Plazenta-Mosaikismus vorliegt.

Gegenwärtig ist die Karyotypbestimmung in der pränatalen Umgebung ziemlich invasiv und erfordert eine Amniozentese oder Chorionzottenbiopsie. Die Auswertung zellfreier DNA

in der Blutprobe der Mutter ist heute jedoch als eine viel weniger invasive Alternative für die pränatale Diagnose von genetischen Anomalien beim Fötus üblich.

Während Sie auf die Ergebnisse des Karyotyps warten, fühlen Sie sich möglicherweise sehr ängstlich, und die ein oder zwei Wochen, die es dauert, bis die Ergebnisse vorliegen, können sich wie Äonen anfühlen. Nehmen Sie sich diese Zeit, um sich auf Ihre Freunde und Familie zu verlassen. Es kann auch hilfreich sein, sich über einige der mit abnormalen Chromosomen verbundenen Erkrankungen zu informieren. Obwohl viele der Erkrankungen, bei denen ein Karyotyp diagnostiziert wird, verheerend sein können, gibt es viele Menschen, die mit diesen Erkrankungen leben und eine ausgezeichnete Lebensqualität haben.

Artikel-Quellen (einige auf Englisch)

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Zusätzliche Lektüre

• Kumar, Vinay, Abul K. Abbas und Jon C. Aster. Robbins und Cotran Pathologische Grundlagen der Krankheit. Philadelphia: Elsevier-Saunders, 2015. Drucken.
• Norton, M. und B. Rink. Wechselnde Indikationen für invasive Tests in einer Ära der verbesserten Früherkennung. Seminare in Perinatologie. 2016. 40(1):56-66.
• Schah, M., Cinnioglu, C., Maisenbacher, M., Comstock, I., Kort, J. und R. Lathi. Vergleich von Zytogenetik und molekularer Karyotypisierung für die Chromosomenprüfung von Fehlgeburtspräparaten. Fruchtbarkeit und Sterilität. 2017. 107(4):1028-1033.