FACS-Analyse
DNA (S-Phase, Ploidie) - Übersicht
Univ.Prof.Dr.med.
Wolfgang Hübl |
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FACS-Geräte sind Laboranalysatoren, die die Fluoreszenz von
Partikeln messen während diese von einem Laser bestrahlt durch ein Glasröhrchen
fließen. Diese Geräte werden auch Durchflusszytometer genannt. In medizinischen
Anwendungen misst man vorwiegend menschliche Zellen.
FACS ist eigentlich die Abkürzung für Fluorescence-Activated-Cell-Sorter, man verwendet
die Bezeichnung aber unkorrekterweise oft für alle Durchflusszytometer (auch für die
ohne Sorter). DNA steht für Deoxyribonucleic Acid, dt. DNS (Desoxyribonukleinsäure),
also die Trägersubstanz der Erbinformation in den Zellen. |
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Wann immer sich eine Zelle vermehren will, das heißt, in zwei
andere teilen will, muss vorher der Zellkern, also die DNA kopiert werden, weil ja beide
Tochterzellen einen kompletten Zellkern mit einer kompletten DNA brauchen. Zellen, die
gerade dabei sind, sich zu vermehren und ihren Kern kopieren, haben daher mehr DNA als
andere, ruhende Zellen. All diese DNA-vermehrenden Zellen befinden sich in der sog.
Synthese-Phase (kurz S-Phase), so genannt, weil sie gerade DNA synthetisieren
(=herstellen).
Wenn man die DNA misst, kann man also ruhende Zellen von sich vermehrenden unterscheiden.
Man kann den Anteil der Zellen messen, die gerade DNA herstellen, sich also in der S-Phase
befinden.
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S-Phase
Auf der X-Achse (waagrechte Skala, unten) ist die Intensität der Anfärbung mit
dem Kernfarbstoff aufgetragen. Diese entspricht der DNA-Menge.
Die Höhe der Kurve entspricht der Anzahl der Zellen. Die meisten Zellen befinden sich in
Ruhe, sie haben einen einfachen Chromosomensatz (G01-Gipfel/Peak). Es gibt auch eine
Gruppe von Zellen, die einen doppelten Chromosomensatz haben (G2-Gipfel/Peak). Die
dazwischen liegenden Zellen (blaue Farbe) sind gerade dabei DNA herzustellen. Sie sind in
der Synthese-Phase (S-Phase). Hochmaligne Tumoren haben im allgemeinen einen hohen Anteil
von S-Phase Zellen, niedrig maligne einen niedrigeren. |
Ploidie
Neben der S-Phase ist es die Ploidie von Tumorzellen, die interessant sein
kann. Darunter versteht man den Gehalt an DNA pro Zelle. Normale Zellen haben immer 46
Chromosomen, wenn man diese anfärbt entsteht ein Gipfel an ganz bestimmter und konstanter
Stelle (G01). Tumorzellen können aber einen abweichenden Chromosomensatz haben. Haben sie
insgesamt mehr DNA, wird ihr Gipfel rechts von dem normaler Zellen liegen (hyperdiploid),
haben sie weniger, wird er links davon liegen (hypodiploid). Allgemein spricht man auch
vom aneuploiden ("nicht normalen") Chromosomensatz. |
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S-Phase: Referenzbereich kann nicht
angegeben werden. Gesunde, sich vermehrende Zellen haben eine höhere S-Phase als
niedrig-maligne Krebsarten. Es ist also wichtig, zuerst den Tumor zu beweisen und dann bei
diesen Zellen zu untersuchen, wieviele gerade in der S-Phase sind.
Ploidie: alle normalen Zellen sollten einen normalen Chromosomensatz haben. Einige wenige
Zellen, die gerade vor der Teilung stehen haben einen verdoppelten Chromosomensatz. |
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Die S-Phase hat z.B für die Ermittlung des
Malignitätsgrades bei Lymphomen (=Krebs bestimmter weißer Blutkörperchen, der
Lymphozyten) Bedeutung: niedrig maligne Lymphome haben weniger als 5% S-Phase-Zellen,
hoch-maligne mehr als 10%. Zwischen 5 und 10% ist ein Graubereich.
Durch die Bestimmung des S-Phase kann die richtige Therapie für ein Lymphom gewählt
werden, selbst wenn das Lymphom nicht ganz eindeutig in eine pathologische Gruppe
einteilbar ist. |
| Beim Plasmozytom (Multiples Myelom, Lymphomform mit
Plasmazellvermehrungen im Knochen) hilft die S-Phase, den weiteren Verlauf der Erkrankung
abzuschätzen, was natürlich auch Einfluss auf die Behandlung hat. |
| Daneben wurde die S-Phasenbestimmung in vielen Studien
über Tumorerkrankungen eingesetzt, ohne dass diese Anwendungen bis jetzt in die Routine
Eingang gefunden hätten. |
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| In vielen Studien wurden Zusammenhänge zwischen
Ploidie und Diagnose, Verlauf und notwendiger Therapie von Tumorerkrankungen beschrieben.
In den meisten Zentren hat sich die Ploidiebestimmung aber noch nicht als
Standarduntersuchung bei Tumorerkrankungen durchgesetzt. |
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