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Array-CGH

Allgemeines

Seit der Einführung der chromosomalen Bänderungstechniken konnte die Auflösung des Genoms nur sehr gering gesteigert werden. Auch Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierungs-Techniken wie die Multiplex-FISH oder die Chromosomen basierte vergleichende genomische Hybridisierung (CGH) leisteten keinen entscheidenden Beitrag zur hochauflösenden Darstellung des gesamten Genoms. Chromosomale Veränderungen, kleiner als etwa 5 Megabasen (Mb), waren mit gesamtgenomischen Untersuchungsmethoden nicht nachweisbar. Dies änderte sich deutlich mit einer neuen Technik, die die vergleichende genomische Hybridisierung mit der Array-Technologie kombinierte. Die gemeinsame Hybridisierung von Patienten- und Referenz-DNA erfolgt auf eine Glasoberfläche, auf der kurze Fragmente menschlicher DNA gleichmäßig aufgetragen sind (Array).

Oligo-Array-CGH

Die Oligo-Array-CGH-Untersuchung basiert auf kurzen Oligonukleotiden, die das gesamte Genom mit einer mittleren Auflösung von 10 - 20 Kb repräsentieren. Damit können auch sehr kleine genomische Veränderungen nachgewiesen werden, die vor allem eine detaillierte Information über die Beteiligung einzelner Gene am klinischen Phänotyp des Patienten und somit eine spezifischere Genotyp-Phänotyp-Korrelation liefern. Auch Bruchpunktregionen, die in einer Chromosomenuntersuchung nachgewiesen wurden, können genauer kartiert werden und kryptische Deletionen und Duplikationen festgestellt werden.

BAC-Array-CGH
Grundlage dieser Diagnostik sind Arrays, die auf BAC-Klonen beruhen, ähnlich wie sie in der FISH-Diagnostik eingesetzt werden. Diese BAC-Arrays erreichen eine mittlere Auflösung von 0,1 Megabasen (Mb) in 138 syndromrelevanten Regionen des Genoms bis 0,56 Mb für das restliche Genom.

Patienten mit komplexem Retardierungssyndrom (Dysmorphiestigmata, mentale Retardierung, Entwicklungsverzögerung mit ggf. neurologischer Symptomatik) lassen sich oft keinem bekannten Syndrom zuordnen. Bei diesen Patienten, zumeist Kindern, können strukturelle Chromosomenaberrationen zu Grunde liegen, die je nach Größe entweder in einer konventionellen Chromosomenanalyse, einer Analyse der chromosomalen Subtelomerbereiche oder aber ausschließlich in einer Array-CGH-Untersuchung nachweisbar sind. Die Symptome werden durch die bei den einzelnen Kindern sehr unterschiedlichen Verluste oder Zugewinne chromosomalen Materials verursacht und sind in der Regel nicht als spezifisches Syndrom beschrieben.

Die Array-CGH-Untersuchung schließt die diagnostische Lücke zwischen der konventionellen Chromosomenuntersuchung, der FISH-Diagnostik und den molekulargenetischen Untersuchungen.

Patienten mit Verdacht auf unbalanzierten Karyotyp weisen bei unauffälligen genetischen Vorbefunden in bis zu 20% der Fälle einen pathologischen Array-CGH-Befund auf.

Diagnostik