Detektion und Charakterisierung subtelomerischer Chromosomenaberrationen bei Patienten mit mentaler Retardierung unklarer Genese durch Multicolour-FISH

Abstract

Mentale Retardierung (MR) betrifft etwa 3% der Bevölkerung, in 40-60% ist ihre Ursache unbekannt. Neben zahlreichen endo- und exogenen Faktoren spielen numerische und struturelle Chromosomenstörungen eine entscheidende Rolle. Eine besonders viel versprechende Kandidatenregion für die Suche nach gehäuften submikroskopischen Aberrationen bei Patienten mit MR stellen die Subtelomerregionen dar. Dort bestehen zum einen Sequenzhomologien zwischen nichthomologen Chromosomen, die zu meiotischer Fehlpaarung führen können, zum anderen ist die Rekombinationsfrequenz an den Chromosomenenden erhöht. Darüber hinaus werden die Subtelomerbereiche als genreichste Regionen des menschlichen Genoms angenommen. Die Kombination aus erhöhter Aberrationsfrequenz und hoher Gendichte impliziert eine Beteiligung subtelomerischer Chromosomenaberrationen bei zahlreichen genetisch bedingten Störungen, deren Ursachen bislang unklar waren. <br /> Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der subtelomerischen Chromosomenregionen mittels Multicolour-Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) bei insgesamt 82 Patienten mit MR unklarer Genese, wobei weitere klinische Parameter, u. a. Fehlbildungen, Dysmorphien und Wachstumsanomalien, erfasst wurden. Von 76 konsekutiv untersuchten Patienten waren fünf (6,6%) Träger de novo entstandener Subtelomeraberrationen. Die durchschnittliche publizierte Aberrationsfrequenz bei 3.131 MR-Patienten lag bei 4,6% mit extremen Schwankungen in den Einzelergebnissen. Unter den sechs Patienten, die nicht konsekutiv untersucht wurden, wies einer eine Subtelomeraberration auf. <br /> Da die Untersuchung der Subtelomerregionen die aufwendige Analyse von 43 genomischen Loci bedeutet, wäre eine Vorselektion der Patienten auf der Grundlage ihrer klinischen Merkmale wünschenswert. Ein häufig publizierter Ansatz zur Kollektivauswahl ist das Vorliegen weiterer Auffälligkeiten im Sinne eines „chromosomalen Phänotyps“. De Vries et al. (2001) entwickelten ein Punktesystem zur Bewertung klinischer Kriterien (MR in der Familie, prä- und postnatale Wachstumsretardierung, Dysmorphien und kongenitale Fehlbildungen). Anhand ihrer eigenen Untersuchungsgruppen schlugen die Autoren einen möglichen Schwellenwert zur Vorselektion vor, welcher bei Anwendung auf das eigene Untersuchungskollektiv zu einem Ausschluss von rund 30% der Patienten geführt hätte. Dabei wären aber auch drei der fünf konsekutiv analysierten Probanden mit Subtelomerstörungen nicht untersucht worden, so dass eine klinische Vorselektion nach diesem System im eigenen Untersuchungskollektiv nicht sinnvoll gewesen wäre. <br /> Bei den sechs Patienten mit Subtelomeraberration erfolgten die Bruchpunktbestimmungen durch FISH mittels PAC- und BAC-Sonden, die sukzessive die Aberration eingrenzten. Diese genauen Charakterisierungen ermöglichten exakte Aussagen zu Lokalisation und Ausmaß subtelomerischer Chromosomenaberrationen und trugen somit zu einer Verbesserung bestehender Karyotyp-Phänotyp Korrelationen, also der Zuordnung bestimmter phänotypischer Merkmale zu definierten chromosomalen Regionen, bei.