Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH)

Die Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) ist ein genetisches Verfahren, mit dem gezielt bestimmte Abschnitte des Erbguts sichtbar gemacht werden können. Sie wird vor allem eingesetzt, um Veränderungen in den Chromosomen (Träger des Erbguts) einzelner Zellen nachzuweisen.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

Die FISH-Methode wird in unterschiedlichen Bereichen der Diagnostik angewendet:

• Numerische Chromosomenaberrationen (abnorme Anzahl von Erbgutträgern)
  • Nachweis von Trisomien (z. B. Down-Syndrom/Trisomie 21)
  • Untersuchung auf Mosaike (Mischformen aus gesunden und veränderten Zellen), z. B. beim Ullrich-Turner-Syndrom
• Strukturelle Chromosomenveränderungen (Fehlstellen oder Umlagerungen im Erbgut)
  • Nachweis von Mikrodeletionen (kleinen fehlenden Erbgutabschnitten), z. B. beim DiGeorge-Syndrom (Monosomie 22q11.2)
  • Erkennung von Translokationen (Verlagerungen von Erbgutstücken) oder Monosomien (fehlende Chromosomen)
• Krebserkrankungen des Blutes und Lymphsystems
  • Bestimmung genetischer Veränderungen z. B. bei chronischer lymphatischer Leukämie (CLL) oder Lymphdrüsenkrebs (Non-Hodgkin-Lymphom)
  • Nachweis von Genvermehrungen, z. B. bei Brustkrebs (HER2/neu-Amplifikation)
• Kinderwunsch und Fehlgeburten
  • Untersuchung auf Verlagerungen oder Brüche im Erbgut (balancierte Translokationen) bei wiederholten Fehlgeburten

Bei nicht teilenden Zellen wird die sogenannte Interphase-FISH (Analyse im Zellkern) durchgeführt, bei teilenden Zellen kommt die Metaphase-FISH (Analyse auf Chromosomenebene) zum Einsatz.

Das Verfahren (Anwendung und Durchführung)

Benötigtes Material

• Heparinisiertes Blut (mit Blutgerinnungshemmer versetztes Blut), mindestens 1-2 ml
• Je nach Fragestellung auch Fruchtwasserzellen, Gewebeproben oder Knochenmark

Vorbereitung des Patienten

• Es ist keine spezielle Vorbereitung notwendig.

Störfaktoren

• Es sind keine bekannten Störeinflüsse zu erwarten, sofern die Probe richtig entnommen und transportiert wird.

Methodik

Bei der FISH-Methode werden kleine DNA-Sonden (Abschnitte des Erbguts) verwendet, die mit einem Fluoreszenzfarbstoff (leuchtender Farbstoff) markiert sind. Diese Sonden verbinden sich gezielt mit den Erbgutstellen, für die sie gemacht wurden.

• Bei der direkten Methode ist der Farbstoff direkt an die Sonde gekoppelt.
• Bei der indirekten Methode ist die Sonde mit einem anderen Stoff (z. B. Biotin oder Digoxigenin) markiert und wird über eine zusätzliche Farbreaktion sichtbar gemacht.

Die Sonden werden auf die Zellkerne aufgebracht, binden dort an die passenden Erbgutabschnitte, und können anschließend unter einem speziellen Mikroskop (Fluoreszenzmikroskop) sichtbar gemacht werden.

• Mit der Interphase-FISH kann die Anzahl der Signale in einem Zellkern gezählt werden (z. B. dreifache Ausprägung bei Trisomie 21).
• Mit der Metaphase-FISH lassen sich Lageveränderungen wie Translokationen erkennen.
• Bei der Multicolor-FISH werden mehrere Farbstoffe verwendet, um das gesamte Erbgut darzustellen – vor allem bei komplexen Erbgutveränderungen.

Vorteile und Limitationen

Vorteile:

• Sehr zuverlässig und genau, weil gezielt nach bestimmten Veränderungen gesucht wird
• Schnelle Ergebnisse, oft innerhalb eines Tages
• Funktioniert auch bei nicht teilenden Zellen (z. B. direkt aus dem Blut)

Einschränkungen:

• Es wird immer nur gezielt nach bestimmten Veränderungen gesucht, nicht das gesamte Erbgut untersucht
• Kleinste Mutationen (z. B. einzelne Buchstaben im Erbgut) werden nicht erkannt
• Andere Verfahren wie die Array-CGH oder Gen-Sequenzierung können zusätzliche Informationen liefern

Leitlinien

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