Pränatal-Medizin München - Münchner Wissenschaftstage
Werbung
Fäden des Lebens 50 Jahre DNA - Doppelhelix Münchner Wissenschaftstage 16. - 20. Juli 2003 Pränatal-Medizin München Genetische Beratung Pränatale Diagnostik Sonographie Pränatale Diagnostik Invasive Methoden Zytogenetische Diagnostik Untersuchung der Chromosomen Molekulargenetische Diagnostik Untersuchung einzelner Gene Pränatal-Medizin München Pränatale Diagnostik Sonographie Embryo 12 Wochen Sonographische Darstellung und Messung des Nackenödems und des Nasenbeins: Berechnung des individuellen Risikos für das Vorliegen einer Chromosomenstörung (z.B. Trisomie 21) Fetus 20 Wochen Unauffällige Entwicklung des Fetus Gesicht Fuß Oberlippe Beispiele für Entwicklungsstörungen des Fetus im Verlauf der Schwangerschaft Durch die sonographische Untersuchung des Fetus können 95% der schwerwiegenden Entwicklungsstörungen diagnostiziert werden. Spina bifida aperta (offener Rücken) Syndrom Hypoplastisches Linksherz- Herz mit Aort Pränatal-Medizin München Genetik der Reproduktion Sterilität und Infertilität Schwangerschafts- und Abortraten 15% aller Paare sind ungewollt kinderlos 12% aller Paare werden nicht schwanger 5% aller Paare haben wiederholte Aborte 60 50 40 Aus einer befruchteten Eizelle entsteht nur in 20-30% eine Schwangerschaft 30 Von den bemerkten Schwangerschaften enden mehr 15% als Fehlgeburt 10 20 0 24 800.000 geborene Kinder pro Jahr in der BRD, davon 1% mit Hilfe reproduktionsmedizinischer Maßnahmen 28 32 36 38 42 44 klinische Schwangerschaftsrate pro Embryotransfer (%) Abortrate pro klinische Schwangerschaft (%) Genetische Beratung bei wiederholten Aborten Genetische Beratung bei Sterilität vor reproduktionsmedizinischer Maßnahme (IVF/ICSI) Chromosomenanalyse bei beiden Partnern Chromosomenanalyse bei beiden Partnern Molekulargenetische Untersuchungen bei Verdacht auf Durchblutungsstörungen: Molekulargenetische Untersuchungen je nach Anamnese und Spermiogramm: - Thrombophile Mutationen: Faktor V-Leiden Mutation G1691A - Deletionen am Y-Chromosom – AZF führt zu Oligo-Azoospermie Prothrombin Mutation G20210A MTHFR-Mutationen C677T homozygot und C677T/A1298C compound heterozygot - Mutationen im Gen für Cystische Fibrose – führt zum Verschluss der Samenleiter (CBAVD) mit nachfolgender obstruktiver Azoospermie Vorkommen balancierter Translokationen Chromosomale Veränderungen 12 Inzidenz erhöht bei unerfülltem Kinderwunsch bei wiederholten Aborten 10 8 • numerische Veränderungen Klinefelter-XXY-Syndrom Ullrich-Turner-Syndrom 6 Neugeborene infert ile Paare >10 IVF- Versagen 9,2 ICSI- Männer >3 Abort e 4 • strukturelle Veränderungen balancierte reziproke Translokationen Robertson´sche Translokationen 3,2 2 0,2 3,2 0,6 0 Genetische Diagnostik Chromosomenuntersuchung von Abortmaterial Kinderwunsch länger als ein Jahr Frau mit unauffälligen gynäkologischen Befunden Mann in Abhängigkeit von Spermiogramm-Ergebnissen NormoOligoObstruktive zoospermie zoospermie Azoospermie Mann Chromosomenanalyse ja Molekulargenetische Diagnostik Frau Chromosomenanalyse Molekulargenetische Diagnostik ja Nichtobstruktive Azoospermie ja ja ja Y- Deletion, CF CF Y- Deletion ja ja ja CF CF 50 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 40 30 20 10 0 Altersrisiko Risiko nach vorangegangener Trisomie 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Chromosomenfehlverteilungen in Spontanaborten Aneuploidierisiko nach vorangegangener Trisomie Pränatal-Medizin München Präimplantationsdiagnostik (in Deutschland nicht zulässig) Indikationen Hohes Risiko einer genetischen Störung des Embryos mit nachfolgender schwerer Erkrankung aufgrund einer genetischen Störung der Mutter oder des Vaters. Untersuchung der entnommenen embryonalen Zellen Chromosomenstörungen werden mit Hilfe der Fluoreszenz in situHybridisierung (FISH) untersucht Einzelgendefekte werden untersucht, indem die Erbsubstanz (DNA) des Embryos zunächst millionenfach vervielfältigt und anschließend analysiert wird. Durchführung der Präimplantationsdiagnostik Absaugen einer oder zwei Zellen (Blastomeren) des mehrzelligen Embryos nach Eröffnung der Eizellhülle (Zona pellucida) anschließend molekulargenetische oder zytogenetische Untersuchung der entnommenen Zellen Embryonen ohne genetische Störung werden in die Gebärmutter der Frau transferiert Polymerasekettenreaktion Trennung von DNA-Fragmenten mit Gelelektrophorese In Deutschland ist die Präimplantationsdiagnostik nicht zulässig - weil keine Eizelle zu einem anderen Zweck als zur Herbeiführung einer Schwangerschaft befruchtet werden darf (§ 1 Abs. 2, Embryonenschutzgesetz). -weil keine Embryonen zu einem anderen Zweck erzeugt werden dürfen, als sie der Mutter zurück zu übertragen (§ 2, Abs.1 Embryonenschutzgesetz). Das bedeutet, dass das Verwerfen von Embryonen mit oder ohne genetischen Störungen nicht zulässig ist. Präimplantationsdiagnostik weltweit mehr als 4000 Zyklen mit durchgeführter Präimplantationsdiagnostik 500 Kinder sind nach dieser Diagnostik geboren Es wurde bisher auf mehr als 50 verschiedene, schwere genetische Erkrankungen hin untersucht, wie zum Beispiel Achondroplasie, Aneuplodien, Thalassämie, Zystische Fibrose, Muskeldystrophie Typ Duchenne, Hämophilie, Spinale Muskelatrophie und viele mehr Pränatal-Medizin München Polkörperdiagnostik zur Erkennung chromosomaler Störungen der Eizelle Chromosomenstörungen in Eizellen wirken sich ungünstig aus Die Befruchtung einer Eizelle mit Chromosomenstörung führt zu: Diagnosestellung nach Betrachtung unter dem Fluoreszenz-Mikroskop Normalbefund: 2 Signale im 1. Polkörper, ein Signal im 2. Polkörper - eingeschränkter Embryonalentwicklung - Implantationsversagen und dadurch ausbleibender Schwangerschaft - frühem oder spätem Abort Fehlende Signale (Chromosomen) in den Polkörpern führen zu einer Disomie der Eizelle mit resultierender Trisomie nach der Befruchtung Überzählige Signale (Chromosomen) in den Polkörpern bedeuten eine Nullisomie der Eizelle mit resultierender Monosomie nach der Befruchtung - Geburt eines kranken Kindes Das Prinzip der Polkörperdiagnostik Entnahme und Analyse des ersten und zweiten Polkörpers auf Chromosomenverteilung Rückschluß auf die Chromosomenverteilung in der Eizelle Ausschluß von Eizellen mit Chromosomenfehlverteilungen von der Befruchtung Weitere Kultivierung unauffälliger Eizellen mit anschließendem Embryotransfer Ausschleusen des 1. Polkörpers Ausschleusen des 2. Polkörpers Normalbefund: je zwei Signale im ersten Polkörper (links) und ein Signal im zweiten Polkörper (rechts) pro untersuchtem Chromosom Chromosom 13 Chromosom 16 Chromosom 18 Chromosom 21 Wie werden fehlende oder überzählige Chromosomen(abschnitte) nachgewiesen? Einzelne Chromosomen(abschnitte) werden mit Farbstoff-markierten Sonden in den Polkörpern dargestellt (Fluoreszenz in situHybridisierung, FISH). Durch Fehlen oder überzähliges Auftreten kann man für die untersuchten Chromosomen eine Veränderung erkennen oder ausschließen. Spiegelbildlich wird dadurch die Situation in der Eizelle beurteilt. Chromosom 22 Auffälliger Befund im 1. Polkörper: keine Signale für das Chromosom 21 (grün), 3 Signale für das Chromosom 16 (aqua) Indikationen zur Polkörperdiagnostik Maternales Alter > 38 Jahre (IVF / ICSI) 3 oder mehr Aborte unklarer Ursache oder Aborte mit rezidivierenden Aneuploidien I. PK mehr als 3 IVF-Versagen II. PK Patientinnen mit bekannter Chromosomenstörung – Translokationsträgerinnen I. Polkörper 2 Signale 2. Polkörper 1 Signal (Patientinnen mit bekannten Genmutationen) Welche chromosomalen Störungen können in den Eizellen erkannt werden? Was kann nicht erkannt werden? Aneuploidien (Abweichungen in der Anzahl der Chromosomen) In der frühen Embryonalentwicklung neu entstandene, genetische Störungen Translokationen (Austausch von Chromosomenabschnitten) Vom Vater vererbte genetische Störungen Genetische Störungen einzelner Gene der Mutter Weitere nicht untersuchte Chromosomenstörungen der Mutter Pränatal-Medizin München Molekulargenetische Diagnostik Untersuchung einzelner Gene Punktmutation am Beispiel der Thanatophoren Dysplasie: Sonographische Befunde Verkürzte Oberschenkelknochen und kleiner Brustkorb Skelettdysplasie des Fetus (V.a. Thanatophore Dysplasie) Verkürzter Oberschenkelknochen Kleiner Brustkorb Molekulargenetische Befunde Auftrennung der amplifizierten Abschnitte (PCR) des FGFR3-Gens und Nachweis einer Mutation (R248C) (Gel) Schematische Darstellung des FGFR3 – Rezeptors Mutation R248C Ig1 Ig2 TM R248C dadurch Änderung der dreidimensionalen Struktur des Rezeptors Ig Im m unglobuline-ähnliche D om äne T M T ransm embran-Dom äne T K T hyrosinkinase-D om äne Makroskopische Befunde Verkürzte Extremitäten, relativ großer Kopf und extrem kleiner Brustkorb bei Thanatophorer Dysplasie (Röntgenbild und Fotographie) nicht mit dem Leben vereinbar Ig3 G370C Befund auf Rezeptor-Ebene S249C Sequenzierung des FGFR3-Gen-Abschnitts und Nachweis der typischen Punktmutation (Austausch einer einzigen Base !) TK1 TK2 Pränatal-Medizin München Pränatale Diagnostik Invasive Methoden Chorionzottenbiopsie Plazentazottenbiopsie ab der 12. Woche Gewinnung von Zellen durch Biopsie des Chorion frondosum/ der Plazenta Chromosomendarstellung aus Direkt-Präparation (Ergebnis nach einem Tag) und aus Langzeitkultur (Ergebnis nach 2-3 Wochen) Karyotypisierung, Enzymdiagnostik und molekulargenetische Diagnostik Eingriffsrisiko bei transabdominaler Punktion: 0,3 bis 0,5 % Amniozentese ab der 15. Woche Gewinnung fetaler Zellen aus dem Fruchtwasser Chromosomendarstellung aus Zellkultur (Ergebnis nach 2-3 Wochen) FISH-Analyse der Chromosomen 21, 18, 13, X, Y (Ergebnis nach einem Tag) Karyotypisierung, Virusnachweis bei Infektionen, biochemische und molekulargenetische Diagnostik Eingriffsrisiko: 0,3 – 0,5 % Nabelschnurpunktion ab der 20. Woche Zugang zum fetalen Kreislauf: Untersuchung fetalen Blutes und direkte Behandlung des Fetus Karyotypisierung aus Lymphozytenkultur, Blutbild, Blutgasanalyse, Infektionsdiagnostik, Stoffwechseldiagnostik, molekulargenetische Diagnostik Eingriffsrisiko: 0,3 – 1% Pränatal-Medizin München Genetische Beratung Genetische Beratung bei Fehlbildungen / Erkrankungen in der Familie Fehlbildungen / Erkrankungen der Ratsuchenden / des Partners Fehlbildungen / Erkrankungen eines Kindes Blutsverwandtschaft (Konsanguinität) Entwicklungsstörungen des Fetus erhöhtem mütterlichen Alter wiederholten Fehlgeburten Sterilität und vor assistierter Reproduktion (ivF / ICSI) Präimplantationsdiagnostik (PID) Medikamenten / Strahlen / Infektionen in der Schwangerschaft Angst vor Behinderung Genetische Diagnostik Stammbaumanalyse Risikoberechnung Dysmorphologische Beurteilung Zytogenetische und molekulargenetische Untersuchungen Stoffwechseldiagnostik Ausführliches genetisches Gutachten Stammbaum bei Muskeldystrophie Duchenne X-gekoppelte Vererbung: Buben erkranken mit einer Wahrscheinlichkeit von 50%. Fäden des Lebens 50 Jahre DNA - Doppelhelix Münchner Wissenschaftstage 16. - 20. Juli 2003 Pränatal-Medizin München Genetik der Reproduktion Polkörperdiagnostik Präimplantationsdiagnostik In vitro Fertilisation als Voraussetzung zur Diagnostik an Eizellen Pränatal-Medizin München Zytogenetische Diagnostik Untersuchung der Chromosomen Unauffälliger Chromosomensatz 13 Chromosomendarstellung aus Direktpräparation oder Kultur Anordnung der Chromosomen zum Karyogramm 21 21 13 spezifische, fluoreszenzmarkierte Sonden (FISH) markieren einzelne Chromosomen oder Chromosomenabschnitte in unkultivierten Zellen (Interphase) oder in Mitosen Unauffälliges Karyogramm aus Fruchtwasserzellen Numerische Chromosomenaberration FISH-Analyse: Je zwei Signale für Chromosom 21 (rot) und 13 (grün) 13 21 21 Auffälligkeiten in der Anzahl der Chromosomen 21 13 Freie Trisomie 21 FISH-Analyse: Drei Signale für Chromosom 21 (rot) Verlängerung am Chromosom 14 Duplikation am langen Arm des Chromosom 14: partielle Trisomie 14q (M-FISH) Strukturelle Chromosomenaberration Auffälligkeiten in der Struktur der Chromosomen
