Wie wird ein Karyotyp-Test durchgeführt?
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 Knochenmarkszellen entnommen werden.Welche Zustände können mit einem Karyotyp-Test diagnostiziert werden??
Karyotypen können verwendet werden, um chromosomale Anomalien wie das Down-Syndrom zu suchen und zu bestätigen, und es gibt verschiedene Arten von Anomalien, die entdeckt werden können.Eine davon sind Trisomien, bei denen es drei Kopien von einem der Chromosomen statt zwei gibt. Im Gegensatz dazu treten Monosomien auf, wenn nur eine Kopie (anstelle von zwei) vorhanden ist. Neben Trisomien und Monosomien gibt es Chromosomendeletionen, bei denen ein Teil eines Chromosoms fehlt, und Chromosomentranslokationen, bei denen ein Teil eines Chromosoms an ein anderes Chromosom gebunden ist (und umgekehrt bei ausgeglichenen Translokationen).
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 Neugeborenen auf und scheint häufiger aufzutreten
- Triple-X-Syndrom (XXX)
- Turner-Syndrom (X0) oder Monosomie X - Etwa 15 Prozent der Fehlgeburten sind auf das Turner-Syndrom zurückzuführen, aber diese Trisomie tritt nur bei etwa 1 von 2000 Lebendgeburten auf
- Cri-du-Chat-Syndrom (fehlendes Chromosom 5)
- Williams-Syndrom (fehlendes Chromosom 7)
Mosaizismus ist ein Zustand, bei dem einige Zellen im Körper eine Chromosomenanomalie aufweisen, während andere dies nicht tun. Beispiel: Mosaik-Down-Syndrom oder Mosaik-Trisomie 9. Die vollständige Trisomie 9 ist nicht mit dem Leben vereinbar. Die Mosaik-Trisomie 9 kann jedoch zu einer Lebendgeburt führen.
(Ein Beispiel sagt mehr als tausend Worte. Erfahren Sie mehr über die Unterschiede zwischen Translokation, Trisomie und Mosaik-Down-Syndrom.)
Wann ist ein Karyotyp fertig??
Es gibt viele Situationen, in denen ein Karyotyp von Ihrem Arzt empfohlen werden kann. Dies können sein:- Säuglinge oder Kinder mit Erkrankungen, die auf eine noch nicht diagnostizierte Chromosomenstörung hindeuten.
- Erwachsene mit Symptomen, die auf eine Chromosomenanomalie hindeuten (zum Beispiel Männer mit Klinefelter-Krankheit können bis zur Pubertät oder im Erwachsenenalter nicht diagnostiziert werden.) Einige der Mosaik-Trisomie-Erkrankungen können auch nicht diagnostiziert werden.
- Unfruchtbarkeit - Es kann ein genetischer Karyotyp für Unfruchtbarkeit erstellt werden. Wie oben erwähnt, können einige Chromosomenanomalien bis zum Erwachsenenalter nicht diagnostiziert werden. Eine Frau mit Turner-Syndrom oder ein Mann mit einer der Varianten von Klinefelter kennen die Krankheit möglicherweise erst, wenn sie mit Unfruchtbarkeit fertig werden.
- Pränatale Tests - In einigen Fällen, wie dem Translokations-Down-Syndrom, kann die Erkrankung erblich bedingt sein, und Eltern können getestet werden, wenn ein Kind mit einem Down-Syndrom geboren wurde. (Es ist wichtig zu beachten, dass das Down-Syndrom die meiste Zeit keine Erbkrankheit, sondern eine zufällige Mutation ist.)
- Totgeburt - Ein Karyotyp wird häufig als Teil der Tests nach einer Totgeburt durchgeführt.
- Wiederkehrende Fehlgeburten - Ein Karyotyp von wiederkehrenden Fehlgeburten kann Hinweise auf die Gründe für diese verheerenden wiederkehrenden Verluste geben. Es wird angenommen, dass Chromosomenanomalien wie Trisomie 16 die Ursache für mindestens 50 Prozent der Fehlgeburten sind.
- Leukämie - Karyotyp-Tests können auch durchgeführt werden, um die Diagnose von Leukämien zu erleichtern, indem beispielsweise nach dem Philadelphia-Chromosom gesucht wird, das bei einigen Menschen mit chronischer myeloischer Leukämie oder akuter lymphatischer Leukämie gefunden wird.
An einem Karyotyp-Test beteiligte Schritte
Ein Karyotyp-Test mag wie ein einfacher Bluttest klingen, weshalb sich viele fragen, warum es so lange dauert, bis die Ergebnisse vorliegen. Dieser Test ist nach dem Sammeln tatsächlich recht komplex. Sehen wir uns diese Schritte an, um zu verstehen, was während der Wartezeit auf den Test geschieht.1. Probenahme
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 bekannt ist). Während der Schwangerschaft kann es sich bei der Probe entweder um Fruchtwasser handeln, das während einer Amniozentese entnommen wurde, oder um ein Stück der Plazenta, das während eines Chorionzotten-Probentests (CVS) entnommen wurde. Das Fruchtwasser enthält fetale Hautzellen, die zur Erzeugung eines Karyotyps verwendet werden.2. Transport zum Labor
Karyotypen werden in einem speziellen Labor namens Cytogenetics Lab durchgeführt - einem Labor, das Chromosomen untersucht. Nicht alle Krankenhäuser verfügen über zytogenetische 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 zytogenetischen Technologen, Ph.D. Zytogenetiker oder medizinische Genetiker.3. Trennen der Zellen
Um Chromosomen zu analysieren, 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 das Zytogenetiklabor erreicht, werden die ungeteilten Zellen mit speziellen Chemikalien von den sich teilenden Zellen getrennt.4. Wachsende Zellen
Um genügend Zellen zur 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 Kultivierungsprozess kann für Blutzellen drei bis vier Tage und für fötale Zellen bis zu einer Woche dauern.5. Zellen synchronisieren
Chromosomen sind eine lange Reihe menschlicher DNA. Um Chromosomen unter dem Mikroskop betrachten zu können, müssen Chromosomen in einer als Metaphase bezeichneten Phase der Zellteilung (Mitose) in ihrer kompaktesten Form vorliegen. Um alle Zellen in dieses spezifische Stadium der Zellteilung zu bringen, werden die Zellen mit einer Chemikalie behandelt, die die Zellteilung an dem Punkt stoppt, an dem die Chromosomen am kompaktesten sind.6. Freisetzung der Chromosomen aus ihren Zellen
Um diese kompakten Chromosomen unter einem Mikroskop zu sehen, müssen die Chromosomen aus den weißen Blutkörperchen stammen. Dazu werden die weißen Blutkörperchen mit einer speziellen Lösung behandelt, die sie zum Platzen bringt. Dies geschieht, während sich die Zellen auf einem Objektträger befinden. Die Reste der weißen Blutkörperchen werden weggewaschen und die Chromosomen bleiben auf dem Objektträger haften.7. Färbung der Chromosomen
Chromosomen sind von Natur aus farblos. Um ein Chromosom von einem anderen zu unterscheiden, wird ein spezieller Farbstoff namens Giemsa auf den Objektträger aufgebracht. Giemsa-Farbstoff färbt Chromosomenbereiche, die reich an den Basen Adenin (A) und Thymin (T) sind. Wenn die Chromosomen angefärbt sind, sehen sie aus wie Fäden mit hellen und dunklen Bändern. Jedes Chromosom weist ein spezifisches Muster von hellen und dunklen Banden auf, die es dem Zytogenetiker ermöglichen, ein Chromosom von einem anderen zu unterscheiden. Jedes dunkle oder helle Band umfasst Hunderte verschiedener Gene.8. Analyse
Sobald die Chromosomen angefärbt sind, wird der Objektträger zur Analyse unter das Mikroskop gestellt. Von den Chromosomen wird dann ein Bild aufgenommen. Am Ende der Analyse wird die Gesamtzahl der Chromosomen bestimmt und die Chromosomen nach Größe geordnet.9. Chromosomenzählung
Der erste Schritt der Analyse ist das Zählen 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 fehlenden oder duplizierten Chromosoms haben. Wenn man sich nur die Anzahl der Chromosomen ansieht, ist es möglich, verschiedene Zustände einschließlich des Down-Syndroms zu diagnostizieren.10. Sortieren der Chromosomen
Nach der Bestimmung der Chromosomenzahl beginnt der Zytogenetiker mit der Sortierung der Chromosomen. Um die Chromosomen zu sortieren, vergleicht ein Zytogenetiker die Länge der Chromosomen, die Anordnung der Zentromere (die Bereiche, in denen die beiden Chromatiden verbunden sind) sowie die Position und Größe der G-Banden. Die Chromosomenpaare sind vom größten (Nummer 1) bis zum kleinsten (Nummer 22) nummeriert. Es gibt 22 Chromosomenpaare, sogenannte Autosomen, die genau übereinstimmen. Es gibt auch die Geschlechtschromosomen, Frauen haben zwei X-Chromosomen, während Männer ein X und ein Y haben.11. Struktur betrachten
Neben der Gesamtzahl der Chromosomen und der Geschlechtschromosomen untersucht der Zytogenetiker auch die Struktur der spezifischen Chromosomen, um sicherzustellen, dass kein fehlendes oder zusätzliches Material sowie strukturelle Anomalien wie Translokationen vorhanden sind. Eine Translokation tritt auf, wenn ein Teil eines Chromosoms an ein anderes Chromosom gebunden ist. In einigen Fällen werden zwei Chromosomenteile ausgetauscht (eine ausgeglichene Translokation), und 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 einzelnen Chromosomen. Es wird ein digitales Bild der Chromosomen erstellt, wobei alle Chromosomen nach Nummer geordnet sind.Grenzen der Karyotypprüfung
Es ist wichtig zu beachten, dass Karyotyp-Tests zwar viele Informationen über Chromosomen liefern können, dieser Test jedoch nicht Aufschluss darüber geben kann, ob bestimmte Genmutationen vorliegen, z. B. solche, die Mukoviszidose verursachen. Ihr genetischer Berater kann Ihnen helfen, zu verstehen, was Karyotyp-Tests Ihnen sagen können und was nicht. Weitere Studien sind erforderlich, um die mögliche Rolle von Genmutationen bei Krankheiten oder Fehlgeburten zu bewerten.Es ist auch wichtig zu beachten, dass bei Karyotyp-Tests manchmal einige Chromosomenanomalien nicht erkannt werden können, z. B. wenn ein Plazentamosaik vorliegt.
