Bei der Chromosomenanalyse handelt es um die älteste genetische Untersuchungsmethode. Im Rahmen dieses Verfahrens wird ein Karyogramm (geordnete Darstellung aller Chromosomen einer Zelle) angefertigt. Damit lassen sich Veränderungen in der Anzahl sowie im Aufbau der Chromosomen erkennen (numerische/strukturelle Chromosomenaberrationen).

Der Mensch hat 46 Chromosomen. Die Chromosomenpaare 1-22 sind die Autosomen, das 23. Chromosomenpaar sind die Geschlechtschromosome (Gonosomen; XY beim Mann und XX bei der Frau).

Die Chromosomenanalyse ist immer noch die Methode der Wahl zum Nachweis einer numerischen Chromosomenaberration: Ullrich-Turner-Syndrom (Monosomie X), Klinefelter-Syndrom (Karyotyp: 47,XXY), Trisomie 21, 13, 18 (Down-, Pätau-, Edwards-Syndrom).

Die Chromosomenanalyse wird sowohl im Rahmen der Pränataldiagnostik als auch der Postnataldiagnostik eingesetzt.

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

Benötigtes Material beim ungeborenen Kind (pränatal – vor der Geburt)

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

Benötigtes Material bei Kindern und Erwachsenen

• Heparinblut (minimal 1-2 ml)

Vorbereitung des Patienten

• Nicht nötig       

Störfaktoren

• Keine bekannt

Das Laborverfahren

Zur Herstellung eines Karyogramms werden die Zellen in der Kultur zur Teilung angeregt. Anschließend wird der Zellteilungsprozess mit Hilfe des Spindelgifts Colchicin (Gift der Herbstzeitlosen) gestoppt. Die Zelle bzw. deren Chromosomen werden fotographiert und die einzelnen Chromosomen aus der Fotographie ausgeschnitten (mittels digitaler Image-Verfahren am Computer-Monitor). Anschließend werden die Chromosomen mit speziellen Farbstoffen auf dem Objektträger angefärbt. Meistens wird zur Färbung die GTG-Bänderung (G-bands by Trypsin using Giemsa) verwendet. Dadurch lassen sich Veränderungen in der Anzahl sowie im Aufbau der Chromosomen erkennen (sog. numerische/strukturelle Chromosomenaberrationen.

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