Der FISH Test

Seit der ersten Beschreibung des Williams-Beuren-Syndroms in der Literatur wurde mit zytogenetischen Methoden nach der genetischen Ursache gesucht. Hierzu wurden lichtmikoskopisch gebänderte Chromosomen bei der Zellteilung (in Mitosen) aus Blutzellen (periphere Lymphozyten) auf strukturelle Auffälligkeiten hin untersucht. Die dabei gefunden Auffälligkeiten varierten je nach Patient und ergaben kein einheitliches Bild.
Erst 1993 gelang es mit neuen molekulargenetischen Techniken nachzuweisen, daß die genetische Ursache für das Syndrom auf den Verlust von genetischem Material (einer Deletion) im Chromosom 7 zurückzuführen ist.

           

Hiervon betroffen ist in der Regel das Elastin-Gen und daneben liegende, benachbarte Gene in der Region 7q11.

Diese Deletion ist jedoch so klein, daß sie mit den klassischen lichtmikroskopischen Techniken nicht nachzuweisen ist. Mit Hilfe neuer molekularbiologischer Techniken läßt sich die Deletion heute sehr gut erforschen und der Erkenntisstand wächst schnell. Derzeit wird von mehreren Arbeitsgruppen intensiv der Frage nachgegangen, wieviel genetisches Material bei den Personen mit WBS jeweils verloren gegangen ist. Es wird untersucht, welche Unterschiede es zwischen den Betroffenen gibt, wie groß die Deletion ist, wie stark sie variert und ob sie ihren Ursprung bei der Mutter oder dem Vater hatte.

Inzwischen gibt es soviel Erfahrung mit dem FISH-Test (FISH steht für Fluoreszenz in situ Hybridisierung), daß er sich sehr gut zur Diagnose bei dem Verdacht auf WBS eignet und auch immer häufiger von den genetischen Beratungstellen eingesetzt wird. Es wird davon ausgegangen, daß über 95% der Personen mit dem klinischen Verdacht auf WBS eine Deletion im Chromosom 7 in der Region des Elastin-Gens haben, die mit dem FISH-Test nachgewiesen werden kann. Wegen seiner Bedeutung wird hier versucht, den Test in einer auch dem Laien verständlichen Form kurz darzustellen, ohne allzuviel genetische Grundkenntnisse vorauszusetzen (s. a. "Das erste Gen...") .

Im klinischen Fachhandel werden inzwischen viele Arten von DNS-Sonden angeboten. Bei den DNS-Sonden handelt es sich um kleine Stücke Chromosomenmaterials (DNS), die mit verschiedenen Markern, z.B. Fluoreszenzfarbstoffen, gekoppelt sind. Die derzeit gebräuchliche DNS-Sonde zum Nachweis von WBS beinhaltet einen Bereich der DNS-Sequenz des Elastin-Gens.

In dem linken Bild wird schematisch gezeigt, wie eine DNS-Sonde mit einem Fluoreszenzfarbstoff auf einem Objekträger (in situ) mit den Chromosomen aus dem Blut der zu untersuchenden Person reagiert. Die Sonde lagert sich in der Region des Elastin-Gens auf dem Chromosom 7 an (sie hybridisiert). Diese spezifische Reaktion ist möglich, da jedes Gen eine eigene, charakteristische Sequenz der vier DNS-Bausteine (Adenin, Cytosin, Guanin und Thymidin) aufweist. Die DNS-Sonde findet nur hier das passende Gegenstück für eine Bindung.

 

 

Um ein möglichst sicheres Untersuchungsergebnis zu erzielen, wird in der Praxis meistens noch zusätzlich eine zweite DNS-Sonde eingesetzt (die Markierungen an den Chromosomenenden).

Wenn nun auf einem Chromosom die entsprechende Erbinfomation verloren gegangen ist und somit eine Deletion vorliegt, kann die DNS-Sonde dort nicht binden und entsprechend ist an dieser Stelle kein leuchtendes Signal bei der mikroskopischen Analyse der Zellen beobachtbar. Eine qualitative Aussage zum Verdacht auf WBS wird somit möglich.

In den letzten Jahren wurden viele derartige DNS-Sonden für das Elastin Gen und die benachbarten Gene entwickelt. Dies kann im Einzelfall auch eine quantitative Analyse über Ausmaß und Herkunft der Deletion ermöglichen.

 

Derzeit geht man davon aus, daß in der Regel die Deletion auf dem Chromosom7 spontan bei der Bildung der Keimzellen eines Elternteils neu entstanden ist. Eine genetische Veranlagung hierfür ist nicht bekannt. Der FISH-Test ist fast immer nur für das Kind im Ergebnis positiv und für die Eltern negativ.

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Da die Spontanmutation sehr selten vorkommt, ist es entsprechend unwahrscheinlich, daß eine Familie 2 Kinder mit WBS hat (Ausnahme: eineiige Zwillinge) oder die Geschwister ebenfalls Kinder mit WBS haben werden. Eine Untersuchung der Geschwister mit dem FISH-Test ist nicht erforderlich und erscheint nur angezeigt, wenn klinische Verdachtsmomente auf WBS vorliegen, die eine zusätzliche Abklärung erfordern. Hierbei ist auch zu berücksichtigen, daß man den Geschwistern die Entscheidung über eine derartige Untersuchung bei Volljährigkeit selber überlassen sollte.

In einigen Fällen kann es vorkommen, daß jemand mit dem FISH-Test einen positiven Befund hat, jedoch nicht das WBS. Hier kann es sein, daß nur das Elastin-Gen fehlt. Es fehlen die typischen Gesichtszüge, die Lernschwäche, die Hyperkalzämie und andere charakteristische Merkmale des WBS. Der Verlust des Elastin-Gens verursacht die Probleme am Herzen und den Blutgefäßen. Es gibt Familien, in denen allein das fehlende Elastin-Gen vererbt wird und damit auch die Supravalvuläre Aortenstenose (SVAS). Ebenso gibt es auch Kinder mit WBS, denen das Elastin-Gen fehlt und trotzdem keine Herzprobleme auftreten.

Der FISH-Test könnte im Prinzip auch in der Pränatalen Diagnostik während einer Schwangerschaft eingesetzt werden. Die Wahrscheinlichkeit für eine Familie, ein zweites Kind mit WBS zu bekommen ist jedoch sehr niedrig. Zudem sind mit der Untersuchung (Amniozentese bzw. Chorionzottenbiopsie) Risiken verbunden. Bisher wurde in der Literatur nur in sehr wenigen Einzelfällen die familiäre Weitergabe der Deletion berichtet. Es wird jedoch davon ausgegangen, daß eine Person, die das Williams-Beuren-Syndrom hat, dieses mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% (1:1) an die Nachkommenschaft weitergibt.
Bei Bedarf wäre im konkreten Einzelfall diese Frage in einer genetischen Beratungsstelle abzuklären, insbesondere unter dem Gesichtspunkt der auf einen zukommenden Entscheidungs- und Gewissenskonflikte.

 

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