Die Chromosomenanalyse gilt als die älteste genetische Untersuchungsmethode, bei der ein Karyogramm erstellt wird, das eine geordnete Darstellung aller Chromosomen einer Zelle ermöglicht. Mithilfe dieser Methode können Veränderungen in der Anzahl sowie im Aufbau der Chromosomen erkannt werden, sowohl numerische als auch strukturelle Chromosomenaberrationen genannt.

Ein menschlicher Zellkern enthält normalerweise 46 Chromosomen, wobei die Chromosomenpaare 1-22 als Autosomen und das 23. Paar als Geschlechtschromosomen (Gonosomen) bekannt sind, mit einem XY-Karyotyp beim Mann und einem XX-Karyotyp bei der Frau.

Die Chromosomenanalyse bleibt die bevorzugte Methode zum Nachweis numerischer Chromosomenaberrationen, darunter das Ullrich-Turner-Syndrom (Monosomie X), das Klinefelter-Syndrom (Karyotyp: 47,XXY), sowie Trisomie 21, 13 und 18 (Down-, Pätau-, Edwards-Syndrom).

Die Chromosomenanalyse findet sowohl in der Pränataldiagnostik als auch in der Postnataldiagnostik Anwendung.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

• Genetisch bedingte Erkrankungen in der Familie
• Verwandte von Personen mit strukturellen Chromosomenanomalien
• Altersindikation – wenn die werdende Mutter das 35. Lebensjahr überschritten hat
• Verdacht auf genetisch bedingte Erkrankungen, wie:
  
  • Chromosomale Syndrome wie das Down-, Turner-, Cri-du-Chat-, Prader-Willi-Syndrom
  • Neugeborene mit angeborenen Fehlbildungen (z. B. Hypospadie/Entwicklungsstörung der Harnröhre) oder intersexuellem Genitale
• Sterilitätsdiagnostik – bei unklarer Ursache einer Sterilität
  
• Infertilitätsdiagnostik – Zustand nach zwei oder mehreren Spontanaborten (Fehlgeburten) oder Totgeburten

Das Verfahren

Die Chromosomenanalyse erfordert unterschiedliche Probenmaterialien, je nachdem, ob sie pränatal (vor der Geburt) oder postnatal (nach der Geburt) durchgeführt wird.

Pränatal (vor der Geburt):

• Chorionzotten (in der 11.-14. Schwangerschaftswoche (SSW))
• Fruchtwasser (ab der 14. SSW)
• Fetales Blut (ab der 22. SSW)

Postnatal (bei Kindern und Erwachsenen):

• Heparinblut (minimal 1-2 ml)

Vorbereitung des Patienten

• Nicht nötig       

Störfaktoren

• Keine bekannt

Das Verfahren

1. Zellkultur und Anregung zur Teilung: Die Zellen werden zur Teilung angeregt.
2. Stoppen des Zellteilungsprozesses: Der Prozess wird mithilfe von Colchicin gestoppt.
3. Fotografische Erfassung und Färbung: Die Chromosomen werden fotografiert und mit speziellen Farbstoffen angefärbt, meistens mit GTG-Bänderung (G-bands by Trypsin using Giemsa), um Veränderungen in Anzahl und Aufbau der Chromosomen zu erkennen.
4. Begrenztes Auflösungsvermögen: Das Auflösungsvermögen der Chromosomen durch eine Chromosomenanalyse ist sehr begrenzt. Je nach Lage im Chromosom sind Deletionen bzw. Duplikationen nur bis minimal 5-10 Mega Basenpaare zu erkennen. Zu beachten ist ebenfalls, dass kleinere Mosaike mittels der konventionellen Chromosomenanalyse nicht erkannt werden.

Heutzutage bieten hochauflösendere Labormethoden die Möglichkeit, den Verlust oder Zugewinn chromosomalen Materials wesentlich besser nachzuweisen.

Leitlinien

1. S2k-Leitlinie: Humangenetische Diagnostik und genetische Beratung. (AWMF-Registernummer: 078 - 015), Dezember 2018 Langfassung