Der Zweck und die Schritte eines Karyotyptests

Wenn Ihr Arzt Ihnen oder Ihrem Kind oder nach einer Fruchtwasserpunktion einen Karyotyp-Test empfohlen hat, was beinhaltet dieser Test? Welche Bedingungen kann ein Karyotyp diagnostizieren, welche Schritte sind bei der Durchführung der Tests erforderlich und was sind seine Grenzen?

Was ist ein Karyotyp-Test?

Ein Karyotyp ist ein Foto der Chromosomen in einer Zelle. Karyotypen können aus Blutzellen, fötalen Hautzellen (aus Fruchtwasser oder der Plazenta) oder Knochenmarkszellen gewonnen werden.1

Erkrankungen, die mit einem Karyotyp-Test diagnostiziert wurden

Karyotypen können verwendet werden, um chromosomale Anomalien wie das Down-Syndrom und das Katzenaugen-Syndrom zu screenen und zu bestätigen, und es gibt verschiedene Arten von Anomalien, die erkannt werden können.

Chromosomenanomalien:

• Trisomien, bei denen eines der Chromosomen drei statt zwei Kopien vorhanden sind

• Monosomien, bei denen nur eine Kopie (statt zwei) vorhanden ist

• Chromosomendeletionen, bei denen ein Teil eines Chromosoms fehlt

• Chromosomentranslokationen, bei denen ein Teil eines Chromosoms an ein anderes Chromosom gebunden ist (und umgekehrt bei balancierten Translokationen).

Beispiele für Trisomien sind:2

• Down-Syndrom (Trisomie 21)

• Edward-Syndrom (Trisomie)

• Patau-Syndrom (Trisomie 13)

• Klinefelter-Syndrom (XXY und andere Variationen) - Das Klinefelter-Syndrom tritt bei 1 von 500 neugeborenen Männern 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 Lebendgeburten von Frauen vorhanden

Beispiele für chromosomale Deletionen sind:3

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

• Williams-Syndrom (fehlendes Chromosom 7)

Translokationen – Es gibt viele Beispiele für Translokationen, einschließlich Translokations-Down-Syndrom. Robertsonsche Translokationen sind ziemlich häufig und treten bei etwa 1 von 1000 Personen auf.4

Mosaik ist ein Zustand, bei dem einige Zellen im Körper eine Chromosomenanomalie aufweisen, während andere dies nicht tun. Zum Beispiel Mosaik-Down-Syndrom oder Mosaik-Trisomie 9. Eine vollständige Trisomie 9 ist nicht mit dem Leben vereinbar, aber Mosaik-Trisomie 9 kann zu einer Lebendgeburt führen.5

Wenn es fertig ist

Es gibt viele Situationen, in denen ein Karyotyp von Ihrem Arzt empfohlen werden kann. Diese könnten umfassen:6

• Säuglinge oder Kinder mit Erkrankungen, die auf eine noch nicht erfolgte Chromosomenanomalie hindeuten

• Erwachsene mit Symptomen, die auf eine Chromosomenanomalie hindeuten (z. B. Männer mit Klinefelter-Krankheit können bis zur Pubertät oder im Erwachsenenalter nicht diagnostiziert werden). Einige der Mosaik-Trisomie-Erkrankungen können ebenfalls nicht diagnostiziert werden.

• Unfruchtbarkeit: Ein genetischer Karyotyp kann für Unfruchtbarkeit durchgeführt 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 ist sich der Erkrankung möglicherweise erst bewusst, wenn sie mit der Unfruchtbarkeit fertig werden.

• Pränataltests: In einigen Fällen, wie zum Beispiel beim Translokations-Down-Syndrom, kann die Erkrankung erblich sein und die Eltern können getestet werden, wenn ein Kind mit einem Down-Syndrom geboren wurde. (Es ist wichtig zu beachten, dass das Down-Syndrom meistens keine Erbkrankheit, sondern eine zufällige Mutation ist.)

• Totgeburt: Ein Karyotyp wird oft im Rahmen der Tests nach einer Totgeburt durchgeführt.

• Wiederkehrende Fehlgeburten: Ein elterlicher Karyotyp wiederkehrender 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 % der Fehlgeburten sind.

• Leukämie: Karyotyp-Tests können auch durchgeführt werden, um Leukämien zu diagnostizieren, beispielsweise indem nach dem Philadelphia-Chromosom gesucht wird, das bei einigen Menschen mit chronischer myeloischer Leukämie oder akuter lymphatischer Leukämie gefunden wird.

Beteiligte Schritte

Ein Karyotyp-Test mag wie ein einfacher Bluttest klingen, bei dem sich viele fragen, warum es so lange dauert, bis die Ergebnisse vorliegen. Dieser Test ist nach der Sammlung eigentlich recht komplex. Sehen wir uns diese Schritte an, damit Sie verstehen, was während der Wartezeit auf den Test passiert.

Die 1. Probensammlung

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 die Probe entweder Fruchtwasser sein, das während einer Amniozentese entnommen wird, oder ein Stück der Plazenta, das während eines Chorionzottentests (CVS) entnommen wird. Das Fruchtwasser enthält fötale Hautzellen, die zur Bildung eines Karyotyps verwendet werden.6

Der 2. Transport zum Labor

Karyotypen werden in einem speziellen Labor durchgeführt, das als Zytogenetik-Laba-Labor bezeichnet wird und Chromosomen untersucht. Nicht alle Krankenhäuser verfügen über ein zytogenetisches Labor. Wenn Ihr Krankenhaus oder Ihre medizinische Einrichtung kein eigenes zytogenetisches Labor hat, wird die Testprobe an ein Labor geschickt, das auf Karyotypanalyse spezialisiert ist. Die Untersuchungsprobe wird von speziell ausgebildeten Zytogenetik-Technologen, Ph.D. Zytogenetiker oder Mediziner

Das 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 zytogenetische Labor erreicht, werden die sich nicht teilenden Zellen mit speziellen Chemikalien von den sich teilenden Zellen getrennt.8

Die 4. Wachsenden 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 Kultivierungsprozess kann bei Blutzellen drei bis vier Tage und bei fetalen Zellen bis zu einer Woche dauern.8

Die 5. Zellen synchronisieren

Chromosomen sind eine lange Kette menschlicher DNA. Um Chromosomen unter dem Mikroskop zu sehen, müssen die Chromosomen in einer Phase der Zellteilung (Mitose), der sogenannten Metaphase, 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 der Stelle stoppt, an der die Chromosomen am kompaktesten sind.8

Die 6. Freisetzung der Chromosomen aus ihren Zellen

Um diese kompakten Chromosomen unter dem Mikroskop zu sehen, müssen die Chromosomen aus den weißen Blutkörperchen stammen. 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 Objektträger befinden. Die Überreste der weißen Blutkörperchen werden weggespült, sodass die Chromosomen am Objektträger haften bleiben.8

Die 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. Giemsa-Farbstoff färbt Chromosomenregionen, die reich an den Basen Adenin (A) und Thymin (T) sind. Angefärbt sehen die Chromosomen wie Fäden mit hellen und dunklen Streifen aus. Jedes Chromosom hat ein spezifisches Muster aus hellen und dunklen Bändern, die es dem Zytogenetiker ermöglichen, ein Chromosom von einem anderen zu unterscheiden. Jedes dunkle oder helle Band umfasst Hunderte verschiedener Gene.8

Die 8. Analyse

Sobald die Chromosomen gefärbt sind, wird der Objektträger zur Analyse unter das Mikroskop gelegt. Anschließend wird ein Bild der Chromosomen aufgenommen. Am Ende der Analyse wird die Gesamtzahl der Chromosomen bestimmt und die Chromosomen nach Größe sortiert.8

Die 9. Chromosomen zählen

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 Chromosoms haben, der entweder fehlt oder dupliziert wird. Wenn man nur die Anzahl der Chromosomen betrachtet, ist es möglich, verschiedene Erkrankungen einschließlich des Down-Syndroms zu diagnostizieren.9

Die 10. Chromosomen sortieren

Nach der Bestimmung der Chromosomenzahl beginnt der Zytogenetiker mit der Sortierung der Chromosomen. Um die Chromosomen zu sortieren, vergleicht ein Zytogenetiker die Chromosomenlänge, die Platzierung der Zentromere (die Bereiche, in denen die beiden Chromatiden verbunden sind) und die Lage und Größe der G-Banden. Die Chromosomenpaare sind vom größten (Nummer 1) bis zum kleinsten (Nummer 22) nummeriert. Es gibt 22 Chromosomenpaare, Autosomen genannt, die genau zusammenpassen. Es gibt auch die Geschlechtschromosomen, Weibchen haben zwei X-Chromosomen, während Männchen ein X und ein Y haben.8

Der 11. Blick auf die Struktur

Neben der Gesamtzahl der Chromosomen und der Geschlechtschromosomen untersucht der Zytogenetiker auch die Struktur der einzelnen 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 mit einem anderen Chromosom verbunden ist. In einigen Fällen werden zwei Chromosomenstücke vertauscht (eine ausgewogene Translokation) und manchmal wird ein zusätzliches Stück hinzugefügt oder fehlt allein an einem Chromosom.9

Das 12. Das Endergebnis

Am Ende zeigt der endgültige Karyotyp die Gesamtzahl der Chromosomen, das Geschlecht und alle strukturellen Anomalien bei einzelnen Chromosomen. Es wird ein digitales Bild der Chromosomen erstellt, bei dem alle Chromosomen nach Nummern geordnet sind.

Grenzen des Karyotyptests

Es ist wichtig zu beachten, dass der Karyotyp-Test zwar viele Informationen über die Chromosomen liefern kann, dieser Test Ihnen jedoch nicht sagen kann, ob bestimmte Genmutationen, z. B. solche, die Mukoviszidose verursachen, vorhanden sind. Ihr genetischer Berater kann Ihnen helfen zu verstehen, was Karyotyptests 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 Karyotyp-Tests manchmal nicht in der Lage sind, einige Chromosomenanomalien zu erkennen, z. B. wenn Plazentamosaik vorliegt.

Derzeit sind Karyotyptests im pränatalen Setting recht invasiv und erfordern eine Amniozentese oder Chorionzottenbiopsie. Die Untersuchung von zellfreier DNA in der Blutprobe einer Mutter ist jedoch heute eine weitaus weniger invasive Alternative für die pränatale Diagnose genetischer Anomalien bei einem Fötus.10

Ein Wort von Verywell

Während Sie auf Ihre Karyotyp-Ergebnisse warten, können Sie sich sehr ängstlich fühlen, und die ein oder zwei Wochen, die Sie brauchen, um Ergebnisse zu erzielen, können sich wie Äonen anfühlen. Nehmen Sie sich diese Zeit, um sich auf Ihre Freunde und Familie zu verlassen. Es kann auch hilfreich sein, etwas über einige der Bedingungen zu erfahren, die mit abnormalen Chromosomen verbunden sind. 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.