Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zum Nachweis von BCR-ABL

Um eine CML nachzuweisen oder den Therapieerfolg überprüfen zu können wird die quantitative Polymerase–Kettenreaktion (Q-PCR) eingesetzt. Mit diesem Verfahren gelingt der Nachweis auch kleinster Mengen des BCR-ABL-Gens.

Die Polymerase-Kettenreaktion ist eine Methode der modernen Molekulargenetik, mit der es möglich ist die Erbsubstanz zu vervielfältigen. Das Verfahren wird bei CML-Patienten in regelmäßigen Abständen eingesetzt, um den Verlauf der Therapie anhand des BCR-ABL-Anteils  zu kontrollieren.

Prinzip der Polymerase-Kettenreaktion

Die wiederholte Verdopplung der Erbsubstanz geschieht in mehreren aufeinander folgenden Zyklen (siehe Abbildung). Bewerkstelligt wird dies durch ein bestimmtes Enzym, das der Reaktion ihren Namen gibt, die DNA-Polymerase. Der Begriff „Kettenreaktion" beschreibt, dass die Produkte vorheriger Zyklen jeweils als Ausgangsstoffe für den nächsten Zyklus dienen und somit eine stetig zunehmende Vervielfältigung ermöglichen. Das Ergebnis einer PCR wird mittels Elektrophorese dargestellt. Bei der Elektrophorese wandern die Eiweißmoleküle der Erbsubstanz in einem gelartigen Trägerstoff, an den ein elektrisches Spannungsfeld angelegt wurde. Eiweißmoleküle, wie z. B. das BCR-ABL-Gen ordnen sich in diesem Gel nach einem für sie typischen Muster an und lassen sich so nachweisen.

(1) Dem Patienten wird Blut oder Knochenmark entnommen. (2) Die aufbereitete Probe wird ins PCR-Gerät gegeben. In der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wird die Erbsubstanz unter dem Einfluss des Enzyms DNA-Polymerase in 35 Zyklen vervielfältigt. (3) Ist BCR-ABL in der Probe vorhanden, lässt sich dies in der anschließenden Elektrophorese anhand eines bestimmten Musters erkennen.

Zytogenetische Untersuchungen und PCR bei CML

Zytogenetische Untersuchungen ermitteln die Anzahl und die Struktur von Chromosomen (Träger der Erbsubstanz) in Knochenmarkzellen.
Das Philadelphia-Chromosom ist nur dann sicher zu erkennen, wenn sich eine Zelle gerade teilt. Demnach kann der Nachweis eines Philadelphia-Chromosoms erschwert sein, wenn in der Knochenmarkprobe zum Zeitpunkt der Untersuchung gerade nur wenige Zellen in der Teilungsphase sind.
Die PCR ist besonders geeignet, um auch geringe Mengen des BCR-ABL-Gens festzustellen. Deshalb stellt die PCR eine sehr sichere Methode zur Diagnostik bei CML oder zur Kontrolle bei einer erfolgreichen Behandlung dar, wenn nur wenige Leukämiezellen vorliegen. Mit der PCR kann das BCR-ABL-Gen so stark vervielfältigt werden, dass es oberhalb einer bestimmten Nachweisgrenze in einer Knochenmarks- oder Blutprobe erkannt werden kann.

Nachweisgrenze für das BCR-ABL-Gen

Nachweisgrenze heißt, dass BCR-ABL in einer bestimmten Menge im Blut oder im Knochenmark des Patienten vorliegen muss, um nachgewiesen werden zu können. Die quantitative PCR ist so empfindlich, dass sie BCR-ABL sogar dann nachweisen kann, wenn sich unter 100.000 bis zu 1.000.000 gesunden Zellen nur eine einzige Tumorzelle befindet. Wenn das Verhältnis jedoch noch größer ist, also z. B. eine Tumorzelle in 2.000.000 gesunden Zellen vorkommt, kann BCR-ABL mit der quantitativen PCR nicht mehr sicher erkannt werden. Es kann also sein, dass selbst wenn in einer Verlaufskontrolle kein BCR-ABL mehr gefunden wird, noch immer einige wenige Leukämie-Zellen in der Blutprobe und damit auch im Körper vorhanden sind. Man spricht in diesem Fall nicht von einer Heilung, sondern davon, dass die Erkrankung bis unterhalb der Nachweisgrenze des Tests zurückgedrängt wurde. Kommt es hingegen bei Verlaufskontrollen zu einem Ansteigen des gemessenen BCR-ABL-Wertes, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass die Wirkung der Therapie nachgelassen hat. Ist dies der Fall, kann gemeinsam mit dem Arzt über eine Therapieanpassung nachgedacht werden.

Mehr über den Nachweis des BCR-ABL-Gens bei CML erfahren Sie auch in diesem Beitrag: Sicherung der CML-Diagnose durch das Philadelphia-Chromosom.