Med Uni Graz: Automatisiertes Verfahren zur genetischen Analyse von Einzelzellen		erstellt am 30. 09. 09
Eine mögliche Anwendung ist die nichtinvasive Pränataldiagnostik Graz (universität) - Es ist die sprichwortliche Suche nach der Nadel im Heuhaufen: Wie kann man unter unzahligen ahnlichen Zellen Einzelzellen, die sich genetisch von der grosen Mehrzahl unterscheiden, ausfindig machen und dann auch noch analysieren? Das Spektrum moglicher Anwendungen von Einzelzellanalysen reicht von der Identifizierung fetaler Zellen im mutterlichen Blut, dem Aufspuren zirkulierender Tumorzellen bis hin zu forensischen Fragestellungen. Forscher der Med Uni Graz haben nun eine Methode entwickelt, mit der seltene Zellen automatisch gefunden und mit Hilfe ihres spezifischen genetischen Fingerabdrucks verlasslich identifiziert werden konnen. Die Ergebnisse ihrer Arbeit werden in einer der nachsten Ausgaben des renommierten Journal of Cellular and Molecular Medicine veroffentlicht. Ausgangspunkt der Kooperation zwischen dem Institut fur Zellbiologie, Histologie und Embryologie und dem Institut fur Humangenetik war die Frage, ob es moglich ist, fetale Zellen, die im Blut von schwangeren Frauen zirkulieren, fur die molekulargenetische Diagnostik heranzuziehen. Bei der invasiven Pranataldiagnostik mittels Chorionzottenbiopsie oder der Amniozentese gibt es immer noch ein Restrisiko von 0,5 - 1%, dass es zu einer Fehlgeburt kommt", erlautert Univ.-Prof. DDr. Erwin Petek die Beweggrunde fur die weltweite Suche nach nichtinvasiven Untersuchungsmethoden. Eine Alternative zu Biopsie und Fruchtwasseruntersuchung konnte die Gewinnung fetaler Zellen aus dem Blut der Schwangeren sein. Das Problem dabei ist, dass diese Zellen extrem selten sind. In der Mitte der Schwangerschaft findet man nur etwa funf fetale Zellen in einem Milliliter Blut", so Univ.-Prof. Dr. Peter Sedlmayr. Um nicht Milliarden Zellen untersuchen zu mussen, mussen die fetalen Zellen zuvor effizient angereichert werden. Hier ist einer amerikanischen Gruppe in den letzten Jahren ein Durchbruch gelungen." Die nachste Hurde ist, aus den angereicherten Zellen Kandidatenzellen mit bestimmten biochemischen Charakteristika zu isolieren und von ihnen dann jeweils einen genetischen Fingerabdruck zu machen, der beweist, dass es sich um die gesuchten Zellen handelt. Dieses Problem konnte jetzt von der Grazer Arbeitsgruppe gelost werden. Die Finanzierung der Forschung erfolgte uber ein EU-Projekt (das Exzellenz-Netzwerk SAFE). Eine Methode, die praxistauglich sein soll, darf einerseits nicht zu arbeitsintensiv sein und muss andererseits eindeutige Ergebnisse liefern", erlautert Dipl.-Ing. Thomas Kroneis, der als PhDStudent massgeblich an den Forschungsarbeiten beteiligt war, zwei der wesentlichen Vorgaben. Daher wurde ein Prozess entwickelt, der die angereicherten Zellen zunachst automatisch nach Form und Farbbarkeit beurteilt und selbststandig die Kandidatenzellen bestimmt. Diese interessanten Zellen werden dann einzeln durch einen Lichtimpuls kontaktfrei auf spezielle Objekttrager katapultiert, auf denen in winzigen Tropfchen mit 1,5 µl Volumen eine Multiplex- PCR durchgefuhrt wird. In ihrer Studie konnten die Forscher auf diese Weise 37 von 43 untersuchten Zellen eindeutig dem mutterlichen oder fetalen Genotyp zuordnen. Sollen die Zellen fur eine weiterfuhrende Diagnostik verwendet werden, muss ihr Genom erst amplifiziert (=vervielfaltigt) werden, bevor die Identifizierung mittels PCR erfolgt. Stellt sich danach heraus, dass es sich um den gesuchten Zelltyp handelt, kann die amplifizierte DNA dann auf unterschiedliche Weisen genetisch analysiert werden. Ein Schritt, der in der Zusammenarbeit der beiden Institute ebenfalls bereits im Labor vollzogen wurde. Auch wenn mit den vorliegenden Untersuchungen erste Schritte auf dem Weg zu einer nichtinvasiven Pranataldiagnostik auf Basis der Analyse fetaler Zellen erfolgreich abgeschlossen werden konnten, ist allen Beteiligten klar, dass der Weg zur klinischen Anwendung noch ein weiter ist. Doch schon jetzt lassen Anfragen aus verschiedensten Forschungsbereichen erahnen, dass die genetische Analyse von Einzelzellen in einer weitgehend automatischen Prozessstrasse auch fur viele andere medizinische und biologische Fragestellungen ein sehr interessanter Ansatz ist.
Informationen: http://www.medunigraz.at/
zurück