In situ hybridisatie

De in situ hybridisatie is een methode om chromosomale afwijkingen op te sporen. Bepaalde chromosomen zijn gemarkeerd met fluorescerende kleurstoffen en gebonden aan een DNA-sonde. Deze techniek wordt gebruikt voor prenatale diagnose van genmutaties.

Wat is in situ hybridisatie?

In het geval van in situ hybridisatie of de Fluorescentie in situ hybridisatie nucleïnezuren van RNA of DNA worden gedetecteerd in bepaalde weefsels of een cel met behulp van moleculair genetische methoden. Meestal wordt dit type diagnose gebruikt om een ​​structurele of numerieke chromosomale afwijking tijdens de zwangerschap op te sporen.

Hiervoor wordt een kunstmatig vervaardigde probe gebruikt, die zelf uit nucleïnezuur bestaat. Het bindt zich vervolgens aan de nucleïnezuren in het organisme door middel van basenparing. Deze binding wordt bedoeld met de term hybridisatie. Bewijs is gebaseerd op de leefstructuur van de patiënt en komt dus overeen met in situ bewijs. Dit is te onderscheiden van in vitro methoden waarbij de detectie in de reageerbuis plaatsvindt. De methode is in de 20e eeuw ontwikkeld door wetenschappers Joe Gall en Mary Lou Pardue.

De technologie is sindsdien geëvolueerd. Terwijl in die tijd radioactieve sondes werden gebruikt, worden tegenwoordig bijvoorbeeld fluorescentie-gelabelde sondes met een covalente binding aan de merkermoleculen gebruikt.

Functie, effect en doelen

In-situ hybridisatie wordt meestal gebruikt om chromosomale afwijkingen te detecteren, d.w.z. chromosomale afwijkingen die niet in een karyogram kunnen worden gedetecteerd. Dit betekent dat de methode altijd wordt toegepast wanneer erfelijke ziekten tijdens de zwangerschap moeten worden vastgesteld.

Aangezien chromosoomafwijkingen een probleem zijn dat tegenwoordig niet mag worden onderschat, is het gebruik van de methode in de loop van de tijd toegenomen. Hybridisatie vindt plaats op basis van natuurlijke cellen uit het vruchtwater van de moeder. De basis van de technologie is de binding van de kleurgemarkeerde sonde aan DNA-delen. Dankzij de binding kan het aantal exemplaren later met een microscoop worden geëvalueerd, aangezien de individuele exemplaren een lichtsignaal uitzenden en zo onder de microscoop zichtbaar kunnen worden gemaakt. Er zijn verschillende procedures. Ofwel vindt de analyse plaats direct na het binden.

In dit geval wordt een fluorescerende kleurstof zoals biotine gebruikt, die rechtstreeks aan de DNA-sonde wordt gebonden. Bij de indirecte methode van in situ hybridisatie kan de evaluatie niet direct na hybridisatie plaatsvinden, aangezien fluorescerende stoffen pas na hybridisatie aan de probe kunnen binden. Deze indirecte methode wordt vaker gebruikt dan de directe, omdat wordt aangenomen dat deze gevoeliger is. Naast chromosoomspecifieke centrometer-DNA-sondes zijn er ook locus-specifieke DNA-sondes, chromosoom-specifieke DNA-bibliotheek-sondes en vergelijkende genoomhybridisaties.

Chromosoomspecifieke centrometer-DNA-sondes kunnen worden gebruikt om chromosomaal numerieke anomalieën te detecteren. Dit betekent dat ze vooral worden gebruikt bij een vermoeden van verdubbelde of verwijderde chromosomen. De locatiespecifieke DNA-probes zijn bijzonder geschikt voor het detecteren van minimale mutaties die niet in het karyogram kunnen worden gedetecteerd. Een chromosoomspecifieke DNA-bibliotheeksonde wordt met name gebruikt om inserties en translocaties te detecteren.

Vergelijkende genoomhybridisatie daarentegen is een uitgebreide analyse van verliezen en winsten in chromosomaal materiaal. Tegenwoordig is in-situ hybridisatie erg belangrijk bij de diagnose van verschillende chromosoommutaties.Bij de diagnose van het syndroom van Down binden sondes zich bijvoorbeeld aan chromosoom 21. Hiervoor worden meestal chromosoomspecifieke sondes gebruikt, die kunnen worden gebruikt als deze ziekte wordt vermoed.

Een vermoeden kan bijvoorbeeld ontstaan ​​als de ouders al eerder een kind met de ziekte hebben gebaard en het echo-beeld afwijkt. Als er een drievoudige in plaats van een dubbele binding is en er dus een drievoudig kleurensignaal wordt uitgevoerd, wordt de diagnose als bevestigd beschouwd.

Risico's, bijwerkingen en gevaren

In tegenstelling tot bijvoorbeeld PCR is in-situ hybridisatie significant minder vatbaar voor contaminatie. Bovendien is de tijd die nodig is voor het proces enorm kort. Omdat met name embryo's chromosoompatronen vormen, kan een patroon echter niet worden gebruikt om met zekerheid de rest van de chromosomale verdeling en daarmee de genetische status van andere cellen te bepalen.

Kleursignalen kunnen elkaar ook overlappen of om andere redenen onzichtbaar blijven. Als gevolg hiervan is in-situ hybridisatie als diagnostisch hulpmiddel relatief gevoelig voor fouten tijdens de zwangerschap. Er kunnen verkeerde diagnoses ontstaan ​​en ouders kunnen besluiten om geen gezond embryo te hebben. Om de gevoeligheid voor fouten van in situ hybridisatie te verminderen, moeten ten minste twee embryonale cellen tegelijkertijd worden onderzocht. Door twee cellen parallel te onderzoeken, is er nu slechts een verwaarloosbaar risico op een verkeerde diagnose.

Ouders kunnen in dat geval absoluut vertrouwen op de diagnose. In-situ hybridisatie wordt niet aan elke zwangere vrouw aangeboden, maar alleen aan vrouwen uit een risicogroep. Desalniettemin wordt zwangere vrouwen dit type diagnose niet op eigen verzoek geweigerd. Abnormale bevindingen van echografie of een abnormaal serum kunnen een arts ertoe aanzetten om de diagnostische procedure aan te bieden. Hoewel een groot deel, maar zeker niet alle, chromosoomafwijkingen kan worden gediagnosticeerd met behulp van in-situ hybridisatie.

Daarom mag de in-situ-hybridisatie nooit alleen worden uitgevoerd, maar moet deze altijd worden gebruikt in combinatie met een conventionele chromosoomtest. Bij deze procedure speelt de zorg voor de zwangere vrouw een grote rol. Voorafgaand aan de analyse is er een diepgaande discussie met de aanstaande moeder over de diagnostische methode, waarin de risico's, de mogelijkheden en de grenzen van de technologie worden toegelicht.