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Genetik

Genetik (Gr. genetes – geboren und genesis – Abstammung) ist die Wissenschaft, die sich mit der Vererbung und Wechselhaftigkeit der lebenden Organismen, darunter des menschlichen Organismus beschäftigt.

Der Hauptträger der genetischen Information ist die menschliche DNA (Desoxyribonukleinsäure), die die Grundeinheit der Vererbung und der Hauptbestandteil der Chromosomen im Zellkern enthalten ist. Gene sind DNA-Fragmente. Es ist jedoch erwähnenswert, dass das menschliche Genom (gesamte genetische Information) nicht nur Kern-DNA, sondern auch mitochondriale DNA ist, wobei die Kern-DNA die meiste genetische Information enthält, die das Aussehen und die Funktion des menschlichen Körpers bestimmt. Diese Informationen werden von den Eltern geerbt und an die Nachkommen weitergegeben.

Die meisten Zellen des menschlichen Körpers hat richtig 46 Chromosomen. Nur die Keimzellen: Eizellen und Samenzellen haben haploide Anzahl von Chromosomen, d.h. 23.

Das genetische Material des Menschen wird in 23. Chromosomenpaaren enthalten, in ihnen befinden sich wahrscheinlich ca. 30 Tausend Gene (die Anzahl variiert leicht nach verschiedenen Forschungsteams, die das menschliche Genom beschreiben). Die Gene werden ungleichmäßig verteilt. 22 Paare sind bei beiden Geschlechtern gleich, und jede besteht aus einer Kombination der von der Mutter und dem Vater geerbten Chromosomen. Da letzte, 23. Paar ist bei Frauen und Männern unterschiedlich, und bestimmt das Geschlecht des Menschen (das XX- Chromosomenpaar bestimmt das weibliche Geschlecht, das XY-Chromosomenpaar das männliche Geschlecht).

Es kommt vor, dass infolge der spontanen Mutationen oder Fehler bei der Zellteilung mit einer Unregelmäßigkeit in der Konstruktion eines einzelnen Gens, eines Teils bzw. des ganzen Chromosoms zu rechnen ist. Es gibt auch Unregelmäßigkeiten in der Anzahl der Chromosomen in den Zellen.

Derzeit sind mehr als 10 000 Erkrankungen mit zugrunde liegenden genetischen Veränderungen bekannt. Genetische Diagnostik erlaubt es, das genetische Material des unfruchtbaren Paars zu bewerten, die richtige Diagnose zu stellen, das Risiko für die künftige Erkrankung zu beurteilen und Übertragung zu erkennen, die zur Geburt des kranken Nachkommen eines Paares führen kann.

Genetische Diagnostik basiert auf:

  • auf dem Interview hinsichtlich der Grunderkrankung, dem Familieninterview (der Analyse von Stamm-, genealogischen Bäumen)
  • zytogenetischer Untersuchung (d.h. Untersuchung des Karyotyps)
  • der molekularen Diagnostik (Test, ob anomale Mutation im einzelnen Gen vorkommt)

besteht in Bewertung der Anzahl und Richtigkeit des Baus (Größe, Einschnürung, Verwechslung, Aufteilung und Verbindung) von Chromosomen. Der Test wird auf dem von ca. 100 Zellen entnommenen Chromosomen durchgeführt, was die Vergleichsbewertung der Chromosomen und Bestimmung des Prozentes der unrichtigen Chromosomen im Organismus des Menschen ermöglicht. Das Ergebnis der Untersuchung ist ein Karyotyp, das heißt das völlige Bild der Chromosomen. Der Befund bestätigt ihren richtigen Bau oder bestimmt, in welchen Paaren und welche Unrichtigkeiten auftreten. In den meisten Fällen bildet der Befund die Diagnostik der Krankheit, es passiert aber auch, besonders im Falle der seltener Krankheiten oder nicht eindeutigen Befunde aller klinischen Untersuchungen, dass die Situation während der Konsultation von dem klinischen Genetiker zu bewerten ist. Bei nOvum arbeitet ein erfahrenes Team der klinischen Genetiker, die sowohl entgeltlich, als auch im Rahmen des NFZ-Vertrags beraten. Jede, in der genetischen Untersuchung festgestellte Unrichtigkeit ist von einem klinischen Genetiker nach Übertragung der Unrichtigkeiten der Nachkommenschaft zu bewerten.

Das Material zur Untersuchung ist venöser Blut. Die Untersuchung kann 6 Tage in der Woche, während der Arbeitsstunden des Behandlungszimmers in nOvum durchgeführt werden. Der Patient muss nicht nüchtern sein und hat keine Einweisung zur Untersuchung vorzulegen. Vor dem Spenden des Blutes hat er einen eintägigen Abstand nach dem Absetzten des Antibiotikums und Steroide zu beachten sowie 4-6 Wochen nach Transfusion des vollen Bluts abzuwarten. Es ist auch erforderlich, über die in der Vergangenheit überstandene Transplantation des Knochenmarks zu informieren.

Indikationen zur Untersuchung:

  • Auftreten der genetischen Krankheiten in der Familie
  • Verdacht auf genetische Krankheit beim Kind aufgrund des klinischen Bildes,
  • Vorbereitung für das In vitro - Verfahren, wenn die Indikation das männliche Unfruchtbarkeitsfaktor (weniger als 5 Mio. der Spermien in ml) ist; in solcher Situation ist auch die Durchführung der Molekularuntersuchungen nach Trägerschaft des CFTR-Gens, das das Auftreten von Mukoviszidose verursacht, sowie nach Mikrodeletion des Chromosoms Y notwendig,
  • Habituelle Aborte (mindestens 3 nach sich folgende Fehlgeburten),
  • Bemühungen nach weiterer Schwangerschaft nach der Geburt des Kindes mit den Missbildungen oder anderer genetischen Krankheit,
  • primäres und sekundäres Fehlen an Periode, vorzeitige Menopause,
  • Azoospermie,
  • Idiopathische Infertilität, nach langer (mehr als 2 Jahren) erfolgloser Behandlung,
  • Verdacht auf Auftreten der genetischen Krankheiten beim Fetus (Untersuchung des während der Amniopunktion entnommenen Fruchtwassers).

Das zytogenetische Labor In dem im Jahre 2007 entstandene Labor wird die zytogenetische Untersuchung (Karyotyp) mit der Streifentechnik und FISH-Technik (Eng. fluorescent in situ hybridization Fluoreszenz-in-situ- Hybridisierung)sowohl bei den Erwachsenen als auch bei den Kindern durchgeführt.

Die Untersuchung wird von den Labordiagnostikern mit langjährigem Praktikum, die die Spezialisation in medizinischer Laborgenetik erzielt haben, und ihre Erfahrung sowie wissenschaftliches Schaffen durch die Arbeit in den renommierten Einrichtungen bestätigt wurden, durchgeführt. Sie sind die Mitglieder der polnischen und internationalen Vereine, die sich mit den Problemen der zytogenetischen Diagnostik beschäftigen. Das Labor unterliegt der inneren und äußeren Qualitätskontrolle – Labquality und CEQAS.

Es bestehen die Erkrankungen, die von der Mutation des einzelnen Gens verursacht werden. Die Mehrheit dieser Krankheiten sind die autosomal rezessive Krankheiten, dass heißt, dass zum Auftreten der Krankheit beim Kind die beiden Eltern ihre Träger sein sollten. Ist es so, beträgt das Risiko des Auftretens der Krankheit beim Kind 25%.

Mukoviszidose

Eine von solchen Krankheiten ist Mukoviszidose, eine der häufig diagnostizierten genetischen Krankheiten. Sie besteht in Störung der Absonderungswirkung der Zellen in den Atemwegen, Därmen, Bauchspeicheldrüse, Leber, Schweißdrüsen, Geburtswegen. Wegen des gestörten Transports der Chloridionen kommt in diesen Organen die Herstellung des zu dicken Schleims und im Endeffekt ihre Beschädigung vor. Sie äußert sich durch die schwierigen und chronischen Veränderungen im Atmungssystem, Ernährungsstörungen, Insuffizienz des Funktionierens der Bauchspeicheldrüse und Leber. Die Länge und Qualität des Lebens des Kranken ist von dem Zeitpunkt der Diagnostik und richtiger Behandlung abhängig. Die Behandlung ist langwierig, es bedeutet die Notwendigkeit der ständigen Betreuung von Seiten der Familie, in meisten Fällen macht dem Patienten die Teilnahme an dem normalen Leben unmöglich und ist kostbar. Die Krankheit ist unheilbar und verursacht in der Regel den vorzeitigen Tod des Kranken.

Mukoviszidose ist eine rezessiv geerbte Krankheit, dass bedeutet, dass zu ihrem Auftreten zwei beschädigte Gene – ein des Vaters, zweites der Mutter, geerbt werden sollten.

Das Erben, der Besitz nur eines beschädigten Gens bedeutet, dass ein Mensch der Träger der Mukoviszidose ist, an ihr aber nicht erkrankt ist. Bis zur Durchführung der genetischen Untersuchungen ist diese Person der Trägerschaft nicht bewusst.

Die Ausnahme bilden die unfruchtbaren Männer, bei den man das vergrößerte Risiko der Trägerschaft der Mutation des Mukoviszidosengens CFTR in den Fällen der chronischen Azoospermie (keine Spermien in Samen) und schwierigen Oligozoospermie ( < 5 Mio. der Spermien in ml) verdächtigen kann.

Deswegen ist die Diagnostik der unfruchtbaren Männer, bei den die Untersuchung des Samens wenig als 5 Mio. der Spermien in ml aufgezeigt hat, um die Untersuchung nach Trägerschaft der Mutation des Gens CFTR, das das Auftreten der Mukoviszidose bedingt, zu erweitern.

  • Die Trägerschaft dieser genetischen Mutation führt nicht zum Geburt des kranken Kindes, wenn der zweite Elternteil kein Träger der Mutation ist, solches Gefahr steigt jedoch zum 25%, wenn die beiden, potenziellen Eltern die Träger sind.
  • Es wird geschatzt, dass 4% aller Polen (1 für 25 Personen, ~ 1 500 000 Personen) Träger der Mutation des Gens CFRT, das Mukoviszidose verursacht, ist, und dies bedeutet, dass das Risiko der Verbindung des Paars zweier Träger und Wahrscheinlichkeit der Geburt eines kranken Kindes hoch ist.
  • Die Diagnostik der Trägerschaft ist aus Sicht des Patienten sehr einfach und besteht in genetischer Untersuchung der abgenommenen Blutprobe.

Mikrodeletionen

Mikrodeletionen sind anders gesagt die kleinen Defekte der Teile des Chromosoms Y, das das richtige Produktion der Spermien bestimmende Gen DAZ umfasst. Sie treten bei 10-15% der Männer mit Azoospermie und schwieriger Olgozoospermie (verminderte Anzahl der Spermien in Samen weniger als 5 Mio./ml) auf, deshalb ist die Molekularuntersuchung in der Diagnostik des unfruchtbaren Paars häufig empfohlen.

Die Defekte können im folgenden Teil des Chromosoms Ya auftreten: a AZ Fa (proximalen), AZFb (zentralen) o der AZFc (distalen) Teil der Chromosoms Y.

Die Prognose bezüglich der Möglichkeit der Erzielung der Spermien in der Biopsie der Testikel und ihrer Anwendung zur extrakorporalen Befruchtung der Partnerin ist von der Lokalisierung der Mutation abhängig. AZFc hat bessere Prognosen als AZFa und AZFb.

Die Pränataltests Harmony, NIFTY und IONA dienen zur Risikobewertung des Auftretens von Gendefekten beim Fetus aufgrund von Untersuchung der zellfreien plazentaren DNA-Fragmenten im mütterlichen Blut. Die Untersuchung kann nach der 10. Schwangerschaftswoche durchgeführt werden. Durch den Test werden Trisomien der Chromosomen – Vorliegen von drei anstatt von zwei Chromosomen des jeweiligen Paares – ermittelt, die Entwicklung von Gendefekt-Syndromen verursachen:

  • Trisomie des Chromosoms 13 verursacht Pätau-Syndrom,
  • Trisomie des Chromosoms 18 verursacht Edwards-Syndrom,
  • Trisomie des Chromosoms 21 verursacht Down-Syndrom.

Die Glaubwürdigkeit des Tests wird sehr hoch bewertet: bei Down-Syndrom beträgt sie 99,5%, für Edwards-Syndrom beträgt sie 98%, und für Pätau-Syndrom 80%, zugleich beträgt die Spezifität des Tests für die o.g. Trisomien 99,9%, was bedeutet, dass falschpositive Ergebnisse, die Vorliegen einer Trisomie bei einem gesunden Fetus aufweisen, 1:1000 vorkommen.

Zusätzliche Infromationen über die Tests:

  • der Test bietet die Möglichkeit, das Geschlecht des Kindes bei Einlingsschwangerschaft zu bestimmen,
  • er kann bei Zwillingsschwangerschaft (ohne Geschlechtsbestimmung) durchgeführt werden,
  • ein normales Testergebnis schließt Vorliegen von allen fetalen Störungen nicht aus,
  • in weniger als 5% der Fälle kann eine ausreichende Menge der fetalen DNA-Fragmenten nicht gewonnen werden und die Untersuchung wird nicht durchgeführt (dies steht in keinem Zusammenhang mit einer normalen oder Anomalien aufweisenden fetalen Genetik).

NIFTY-Pränataltests stellen eine weitgehende Untersuchung dar, die bei Einlingsschwangerschaft, neben Trisomie des Chromosoms 13,18 und 21 und Geschlechtschromosomenstörungen, auch ermitteln kann:

  • Trisomien des Chromosoms 9, 16, 22, die erhöhtes Risiko einer Fehlgeburt zur Folge haben;
  • Mikrodeletionen des Chromosoms 5p, die Cri-du-chat-Syndrom (Katzenschrei-Syndrom) zur Folge haben;
  • Mikrodeletionen des Chromosoms 1p36;
  • Mikrodeletionen des Chromosoms 15q11.2, die Prader-Willi- / Angelman-Syndrom verursachen;
  • Mikrodeletionen des Chromosoms 11q23, die Jacobsen-Syndrom verursachen;
  • Mikrodeletionen des Chromosoms 10p14-p13, die DiGeorge 2 –Syndrom verursachen;
  • Mikrodeletionen des Chromosoms 16p12.2-p11.2;
  • Mikrodeletionen des Chromosoms 2q33.1.

 

 

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