Laborbefund: In-Situ-Hybridisierung (ISH)

Die In-Situ-Hybridisierung ist ein medizinisch-diagnostisches Spezialverfahren, bei dem das Erbgut von Körperzellen bzw. Geweben direkt an diesen Strukturen untersucht wird.

Grundlage des Erbgutes ist ein besonderes, hochkomplexes und langkettiges Molekül:

• die „DNA“ (Desoxyribonukleinsäure).

Beim Menschen befindet sich das aus doppelsträngiger DNA (zwei komplementäre Stränge) aufgebaute Erbgut im Zellkern aller Körperzellen, wobei alle Körperzellen eines Individuums jeweils über dasselbe Erbgut verfügen. Darüber hinaus ist das individuelle Erbgut jedes Menschen in seiner exakten Zusammensetzung einzigartig – vergleichbar mit dem Fingerabdruck, der ebenfalls für jeden Menschen einzigartig ist.

Aus diesem Grund wird das Erbgut auch als

• sogenannter „genetischer Code“ bezeichnet, weil sozusagen der Bauplan aller Körperstrukturen eines Menschen in dieser Form verschlüsselt abgebildet, gespeichert und in weiterer Folge auch vererbt wird.

Innerhalb der Zellkerne der Körperzellen liegt die DNA in einer speziellen Ordnung vor, die als

• „Chromosomen“ (Erbkörperchen) bezeichnet wird. Chromosomen kommen beim Menschen in den Körperzellen immer paarweise vor, wobei jeweils das eine von der Mutter und das andere vom Vater geerbt wurde. In diesem Sinn enthalten alle Körperzellen des Menschen insgesamt 46 Chromosomen – 22 Paar sogenannte Autosomen und ein Paar sogenannte Geschlechtschromosomen.
• Die Chromosomen selbst bestehen zu einem Großteil aus DNA, wobei einzelne Abschnitte der DNA-Sequenz als „Gene“ bezeichnet werden, sofern diesen eine spezifische Funktion im Hinblick auf den Aufbau und die Funktion des Körpers zugeschrieben werden kann. Die Summe aller Gene wird als
  • „Genom“ des Menschen bezeichnet.

Mithilfe des Laborverfahrens der In-Situ-Hybridisierung können bestimmte Bereiche des Genoms direkt in Zellen und Geweben dargestellt werden. Das bedeutet, dass die Erbsubstanz (DNA) direkt im Kern der Zellen sichtbar gemacht und schließlich unter dem Mikroskop begutachtet und ausgewertet wird. Aus diesem Prinzip leitet sich auch der Name dieses Laborverfahrens her:

• „In-situ“ bedeutet dabei „direkt in der zu untersuchenden Struktur“.

Zur Durchführung einer In-Situ-Hybridisierung werden die folgenden Komponenten benötigt:

• ein geeignetes Untersuchungsmaterial (Zell- oder Gewebeproben),
  
• eine entsprechende apparative Ausstattung zur Anfertigung der ISH-Präparationen sowie
• ein Detektionssystem (Mikroskopiersystem) zur Darstellung (Sichtbarmachung) des Erbgutes in den Zellkernen.

• Zellmaterial wird auf dünnen Glasplättchen (Objektträger) dünn ausgestrichen.
• Bei Gewebeproben erfolgt im Rahmen histologischer Präparationstechniken die Herstellung dünner Schnittpräparate, die ebenfalls auf Objektträger aufgebracht werden.

Im Anschluss an diese Präparationsschritte erfolgt im Anschluss an Denaturierungsschritte zur Gewinnung einzelsträngiger DNA die Beschichtung der Präparate mit sogenannten

• „Gen-Sonden“ – dabei handelt es sich ebenfalls um denaturierte, einzelsträngige DNA-Sequenzen, die sich an die Zielsequenzen (sofern im Untersuchungsmaterial vorhanden) anlagern – sprich: „hybridisieren“.

Damit die Hybridisierungsprodukte in weiterer Folge für die Auswertung sichtbar gemacht werden können, werden die DNA-Sonden entweder direkt bzw. indirekt mit speziellen Farbstoffen markiert. Bei den Farbstoffen gibt es

• einerseits Fluoreszenzfärbungen, wobei zur Auswertung von entsprechenden Präparaten spezielle Fluoreszenzmikroskope verwendet werden müssen. Aus diesem Grund wird diese Färbemethode auch als
  • Fluoreszenz-In-Situ-Hybridisierung (FISH) bezeichnet;
• andererseits können die DNA-Sonden aber auch mit einfachen Chromogenen (Farbstoffen) angefärbt werden, und zur Darstellung und Auswertung solchermaßen angefertigter Präparate genügt ein einfaches Lichtmikroskop. Diese Technik wird als
  • Chromogen-In-Situ-Hybridisierung (CISH) bezeichnet.
    

Das Haupteinsatzgebiet der In-Situ-Hybridisierung ist die weiterführende Abklärung im Rahmen von

• angeborenen, genetischen Erkrankungen,
  
• Virusinfektionen von Zellen und Geweben,
  
• bösartigen Tumorerkrankungen,
  
• Leukämien (bösartige Erkrankungen von Blut und Knochenmark) sowie
• malignen Lymphomen (bösartige Erkrankungen des lymphatischen Systems).

Da bei der In-Situ-Hybridisierung als Untersuchungsmaterial Zell- bzw. Gewebeproben analysiert werden, kann dieses Laborverfahren nur in entsprechend ausgestatteten zytologischen bzw. histologischen Laboreinrichtungen durchgeführt werden.