ArchivDÄ-TitelSupplement: PerspektivenDermatologie 1/2018Dermatologische Diagnostik: Suche nach dem molekularen „Fingerabdruck“

Supplement: Perspektiven der Dermatologie

Dermatologische Diagnostik: Suche nach dem molekularen „Fingerabdruck“

Dtsch Arztebl 2018; 115(20-21): [26]; DOI: 10.3238/PersDerma.2018.05.21.05

Stadler, Rudolf; Has, Cristina; Bruckner-Tuderman, Leena

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Die molekulare Diagnostik ermöglicht die Frühdiagnose, Klassifikation sowie das Verlaufs- und Therapiemonitoring zahlreicher dermatologischer Erkrankungen. Da die Methoden ständig verfeinert und erweitert werden, bedarf es regelmäßiger Updates.

Das Humangenomprojekt zur Jahrtausendwende lieferte die Voraussetzung für eine molekulare Differenzierung mit spektakulären Durchbrüchen im Verständnis der zugrunde liegenden genetischen Defekte in den biologischen Signalwegen und in der Identifizierung von Zielstrukturen zur Behandlung von sowohl Hauttumor-, Autoimmun-, chronisch-inflammatorischen, genetischen als auch infektiösen Erkrankungen (14).

Die molekulare Diagnostik ist inzwischen fester Bestandteil des diagnostischen Thesaurus bei den aufgeführten Hauterkrankungen.

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Hierzu zählen folgende Techniken:

  • Karyotypisierung,
  • Southernblot-Analyse,
  • Polymerasekettenreaktion (PCR) und ihre Varianten,
  • komperative genomische Hybridisierung (GCH),
  • In-situ-Hybridisierung (ISH) einschließlich Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH),
  • epigenetische Diagnostik,
  • DNA-Olignonukleotid-Mircro-Array-Technologien,
  • DNA-Sequenzierung.

Melanom + melanozytäre Tumoren

Das molekulare Pathogeneseverständnis für das maligne Melanom gleicht einer Revolution. Im Jahre 2002 wurde erstmals über B-RAF- und c-KIT-Mutationen berichtet (6). Es dauerte nicht weniger als 10 Jahre, bis die ersten Medikamente zur zielgerichteten Therapie des malignen Melanoms zur Verfügung standen. Inzwischen hat der Nachweis von B-RAF-, N-RAS- oder c-KIT-Mutationen Einzug in die klinische Routine gehalten und erlaubt eine Therapie mit den B-RAF- und N-RAS-Inhibitoren sowie den c-KIT-Inhibitoren (7).

Die Inhibition des RAF-, RAS-, MEK-ERK-Signalweges durch MAP-Kinase-Inhibitoren zählt heute zu den erfolgreichsten Therapieansätzen beim malignen Melanom mit Ansprechraten, die auch längerfristig bei 50 % liegen. Dies hat einen Paradigmenwechsel in der Melanomtherapie eingeleitet. Heutzutage wird der Standard durch die Kombination von B-RAF- und MEK-Inhibitoren präsentiert. Die zur Verfügung stehenden Testverfahren zum Nachweis von Mutationen sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Testverfahren zum Nachweis von Mutationen
Testverfahren zum Nachweis von Mutationen
Tabelle 1
Testverfahren zum Nachweis von Mutationen

Basierend auf diesen genetischen Untersuchungsmöglichkeiten hat erstmals Bastian (8) das maligne Melanom eingeteilt in solche chronisch lichtexponierter Körperzonen, die vor allem im Kopf-/Gesichtsbereich lokalisiert sind, Melanome des höheren Alters darstellen und durch N-RAS, NF1, Kit und B-RAFnonV600E charakterisiert sind (Lentigo-maligna-Melanom), gegenüber jenen in nicht chronisch lichtexponierter Haut mit mittlerer UV-Belastung und Manifestationsgipfel um das 50. Lebensjahr, die durch eine B-RAFV600E-Mutation gekennzeichnet sind. Dies entspricht dem klassischen, superfiziell spreitenden malignen Melanom und macht circa 50 % der malignen Melanome aus (813).

Die molekularen Alterationen beim Melanom sind in Grafik 1 zusammengefasst, in Grafik 2 die B-RAF-Antagonisten und MEK-Inhibitoren, die die Signaltransduktionswege durch Rezeptor-Tyrosinkinasen inhibieren.

Molekulare Alterationen beim Melanom
Molekulare Alterationen beim Melanom
Grafik 1
Molekulare Alterationen beim Melanom
Inhibition des Signaltransduktionsweges mit MAP-Kinase-Inhibitoren
Inhibition des Signaltransduktionsweges mit MAP-Kinase-Inhibitoren
Grafik 2
Inhibition des Signaltransduktionsweges mit MAP-Kinase-Inhibitoren

Als Voraussetzung für den Einsatz dieser Inhibitoren sind molekulare Testverfahren zwingend erforderlich. Zur Qualitätssicherung wurden diese zusammen mit der Deutschen Pathologischen Gesellschaft in einem Ringversuch erarbeitet und als Qualitätssicherungsinitiative umgesetzt (14). Diese Empfehlungen sind auch in der S3-Leitlinie zum malignen Melanom niedergelegt.

Darüber hinaus dient die Molekulargenetik zur Klassifikation schwieriger melanozytärer Tumoren. Diese wurden in der Vergangenheit bei unklarem biologischen Verhalten als sogenannte melanozytäre Tumoren mit unsicherem malignen Potenzial beschrieben, „melanocytic tumours of uncertain malignant potential (MELTUMP)“ (15, 16). Aufgrund der bekannten morphologischen Kriterien werden zu diesen schwierig zu diagnostizieren Tumoren besonders spitzoide Tumoren gezählt, die in 3 Kategorien aufdifferenziert werden:

1. Spitz-Naevi ohne wesentliche histologische Auffälligkeiten,

2. atypische Spitz-Tumoren,

3. spitzoide Melanome.

Eine wichtige molekulare Technik zur biologischen Einordnung dieser Tumoren ist die komperative genomische Hybridisierung (CGH). Mit dieser Technik können quantitative chromosomale Aberrationen im Tumorgewebe nachgewiesen werden. Sie ermöglicht daher eine diagnostische Anwendung in Fällen, bei denen die Histopathologie keine eindeutige Festlegung der Dignität erlaubt. Jürgen Bauer, Tübingen, hat in einem Projekt der Deutschen Dermatologischen Gesellschaft bei schwierig zu diagnostizierenden Spitz-Tumoren gezeigt, dass durch Einsatz der komperativen genomischen Hybridisierung primäre Melanomdiagnosen revidiert werden konnten.

Als weitere Methode, um chromosomale Aberrationen zu erfassen, wird zudem die Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung eingesetzt. Die Arbeitsgruppe um Thomas Wiesner konnte zeigen, dass spitzoide Neoplasien oftmals Translokationen von Rezeptor-Tyrosinkinasen aufweisen.

Mithilfe der molekularen Techniken, wie DNA-Sequenzierung von bekannten Krebsgenen, Transkriptionssequenzierung von Kinasen und Interphase-Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung, gelang es, Translokationen von Rezeptor-Tyrosinkinasen in mehr als der Hälfte der untersuchten spitzoiden Tumoren nachzuweisen: ROS1 in 17 %, MTRKI in 16 %, ALK in 10 % und RET in 3 % der Fälle. Die Fusionskinasen traten im gesamten biologischen Spektrum der spitzoiden Neoplasien auf und wurden in 55 % der Spitz-Naevi, in 56 % der atypischen Spitz-Tumoren und 39 % der spitzoiden Melanome gefunden.

Mithilfe der molekularen Diagnostik konnten auch typische morphologische Varianten dieser Entitäten definiert und einer immunhistochemischen Diagnostik zugeführt werden, zum Beispiel ALK-reaktive Tumorzellen in plexiformen Spitz-Tumoren. Darüber hinaus gelang es Wiesner, im Rahmen molekularbiologischer Untersuchungen von zwei Familien mit multiplen atypischen melanozytären Tumoren ein heriditäres Tumorsyndrom zu identifizieren. Dieses autosomal-dominante Tumorsyndrom (OMIM 614327) wird durch Keimbahnmutationen im BAP1-Gen verursacht. Familien mit BAP1-Keimbahnmutationen entwickeln multiple melanozytäre Hauttumoren und haben ein erhöhtes Risiko, an uvealen und kutanen Melanomen, Mesotheliomen, Nierenzellkarzinomen und anderen Tumoren zu erkranken.

Das Erscheinungsbild der kutanen melanozytären Tumoren ist relativ unauffällig und durch einige bis zahlreiche, wenige Millimeter große hautfarbene bis erythematöse Papeln gekennzeichnet, die klinisch an dermale Naevi erinnern. Auffällig sind in der Histopathologie große epitheloide Melanozyten mit reichlich Zytoplasma und pleomorphen Zellkernen mit prominenten Nukleoli (4, 17).

Bedeutung für die Praxis

Bei metastasierten, melanozytären Tumoren bieten genetische Aberrationen wichtige Angriffspunkte für therapeutische Informationen, wie dargestellt, mit B-RAF-Antagonisten bei B-RAF-Mutationen beziehungsweise Crizotinib bei ALK- oder ROS1-Fusionen.

Die Rolle der spezifischen genetischen Aberrationen für die Bestimmung der Dignität von spitzoiden Neoplasien sind hingegen noch weiter Forschungsgegenstand. Hier gibt es noch keinen Goldstandard, benigne wie auch maligne Tumoren sicher abzugrenzen. Hier ist die histopathologische Untersuchung spitzoider melanozytärer Neoplasien nach wie vor der Goldstandard für Diagnose und Therapie.

Das Dermatofibrosarcoma protuberans (DFSP) gilt nahezu als Paradebeispiel für die molekulare Diagnostik mesenchymaler Tumoren und eröffnete als erster Tumor eine zielgerichtete Therapie mit dem Tyrosinkinase-Inhibitor Imatinib. Das DFSP ist molekulargenetisch charakterisiert durch eine nicht balancierte, reziproke Translokation t(17;22) (q22;q13) mit dem daraus resultierten Fusionsgen COL1A1-PDGFW. Diese Gensignatur ist für die Diagnose und Differenzialdiagnose des DFSP von erheblicher Bedeutung.

In der Praxis können einfache molekulare Diagnostikmethoden anhand fluoreszierender Fusionssignale rot/grün in der FISH-Technik diagnostisch eingesetzt werden. Von ebensolcher Bedeutung ist die C-MYK-Bestimmung für das Postradiatio-Angiosarkom, das in zwei Drittel der Fälle eine MYK-Amplifikation aufweist (1, 2).

Epithelialer Hautkrebs

Der epitheliale Hautkrebs nimmt mit mehr als 195 000 Fällen pro Jahr die größte Gruppe unter den Hautkrebsen ein; 81 % werden durch das Basalzellkarzinom repräsentiert. Die Primärversorgung basiert im Wesentlichen auf der operativen Tumorresektion. Doch das molekulare Zeitalter hält auch für diese Tumorentität einen alternativen Therapieansatz für weit fortgeschrittene oder inoperable Tumoren bereit.

Molekulare Studien haben gezeigt, dass in fast allen Basalzellkarzinomen der Hedgehog-Signalweg mit einer kontinuierlichen Aktivierung und damit verbundener Zellproliferation betroffen ist. Es kommt zum Funktionsverlust von Patched Homolog1 (PTCH1), der normalerweise die Signalaktivität von Smoothened Homolog (SMO), einem Transmembranprotein, inhibiert. Mit Vismodegib steht inzwischen ein etablierter Hedgehog-Signalweg-Inhibitor zur Therapie der lokal fortgeschrittenen oder metastasierten Basalzellkarizinome zur Verfügung (18).

Zudem ist die molekulare Diagnostik Voraussetzung, um hereditäre Tumorsyndrome frühzeitig zu erkennen, Gleiches gilt für den Nachweis von relevanten persistierenden Pathogenen im Tumorgewebe, zum Beispiel dem Epstein-Barr-Virus.

Kutane Lymphome

Die kutanen Lymphome zählen mit einer Inzidenz von 1/100 000 zu den Non-Hodgkin-Lymphomen. Etwa zwei Drittel der Lymphome werden durch kutane T-Zell-Lymphome repräsentiert, insbesondere in der klassischen Variante der Mycosis fungoides. Bei circa 20 % handelt es sich um CD30-positive, lymphoproliferative Erkrankungen, und ein Viertel betrifft kutane B-Zell-Lymphome.

Die Diagnostik in der gerade erschienenen S2k-Leitlinie basiert auf einem Thesaurus, bestehend aus klinischem Bild, histopathologischer und zusätzlich molekularer Diagnostik. Dieses detaillierte Staging ist Basis für eine korrekte Stadieneinteilung und Voraussetzung für eine adäquate stadiengerechte und leitlinienkonforme Therapie kutaner Lymphome. Die genauen und empfohlenen Schrittfolgen zur molekularen Analyse sind in einer Übersichtsarbeit von Möbs et al. (19) zusammengefasst dargestellt.

Aufgrund der Komplexität der Möglichkeiten unterschiedlicher Polymerasekettenreaktionen haben sich vor einigen Jahren führende europäische Institute im Bereich der Klonalitätsanalysen (BIOMED-2 concerted action BMH4-CT98–3936) mit dem Ziel zusammengeschlossen, ein einheitliches und standardisiertes Protokoll zu entwickeln, das die PCR-basierte Detektion klonaler Lymphozytenpopulationen jeglichen Ursprungs sensitiv und zuverlässig ermöglicht.

Die im Zuge dieses Projektes entwickelten Primersysteme und Protokolle ermöglichen bei korrekter Anwendung eine hochgradig verlässliche Diagnose suspekter lymphozytärer Proliferationen und werden sowohl bei kutanen B- als auch T-Zell-Lymphomen erfolgreich eingesetzt. Diese Techniken wurden in jüngster Zeit durch High-through-put-Verfahren ergänzt, die die Sensitivität noch weiter erhöhen und helfen, reaktive Infiltrate von neoplastischen frühzeitiger abzugrenzen. Aber auch hier ist ein Caveat zu setzen; nicht jede Klonalität ist gleich Malignität zu setzen. Hierbei ist immer das klinische Bild der Betroffenen mit in die Überlegungen einzubeziehen.

In der Praxis gilt es jedoch, folgende Grundprinzipien einzuhalten:

  • Bei der Auswahl der Biopsiestelle sollte darauf geachtet werden, möglichst viel pathologisches zelluläres Material zu biopsieren. Grundsätzlich gilt, dass kryokonserviertes Material zur Diagnostik besser geeignet ist als in Paraffin eingebettete Proben (FFPE-Proben). Formalin führt neben einer Quervernetzung von Proteinen auch zu einer erheblichen Degradierung von DNA, die jedoch durch die Beachtung einiger einfacher Regeln minimiert werden kann: Verwendung von neutralgepuffertem 4%igen Formalin, Fixierung bei niedrigen Temperaturen (nicht über Raumtemperatur), maximal 24–48 Stunden Fixierdauer. Bei diesem Vorgehen lassen sich noch DNA-Fragmente zwischen 300 und 500 Basenpaaren (bp) amplifizieren, was aufgrund des optimierten Primerdesigns der BIOMED-2-PCR-Ansätze für alle Analysen ausreichend ist.
  • Für die durchzuführenden Essays bei kutanen T-Zell-Lymphomen gilt sowohl der TCR-γ- als auch der TCR-β-Locus prinzipiell als Target für eine Klonalitätsanalyse als geeignet. Untersuchungen an Biopsien kutaner T-Zell-Lymphome zeigten eine geringfügig höhere Detektionsrate klonaler T-Zell-Populationen bei Durchführung der TCR-γ-PCR im Vergleich zur TCR-β-PCR. In strittigen Fällen sollte auf jeden Fall auch ein T-Zell-Rezeptor-β-Essay durchgeführt werden.
  • Die Klonalitätsanalyse bei kutanen B-Zell-Lymphomen wird bei nicht eindeutig zu diagnostizierenden Lympho-B-Zell-Proliferationen erforderlich. Mithilfe der BIOMED-2-Multiplex-PCR lassen sich in 99 % der Fälle von systemischen B-Zell-Lymphomen klonale Ig-Umlagerungen nachweisen. Bei primär kutanen B-Zell-Lymphomen liegt die Detektionsrate einer klonalen B-Zell-Populationen in FFPE-Proben bei Verwendung des BIOMED-2-PCR-Protokolls bei bis zu 95 %. Die möglichen Detektionsunterschiede basieren größtenteils auf der Anzahl und Auswahl der durchgeführten Essays und der Qualität der DNA-Präparationen (12, 20).

Fazit für die Praxis: Zu einer exakten diagnostischen Einordnung der kutanen T-Zell-Lymphome gehört im Rahmen eines diagnostischen Thesaurus die Klonalitätsanalyse.

Langerhans-Zell-Histiozytose

Die Langerhans-Zell-Histiozytose ist eine myeloide Neoplasie dendritischer Zellen, die 1:200 Kindern unter 15 Jahre betrifft sowie einige Erwachsene. Die Langerhans-Zell-Histiozytose spiegelt ein Spektrum unterschiedlicher klinischer Manifestationen wider.

Nach Jahren kontroverser Diskussionen verdichten sich jedoch die Hinweise, dass die Langerhans-Zell-Histiozytose eine klonale Proliferation von mutierten dendritischen Zellen darstellt, die den RAS-, RAF-, MEK- und ERK-pathway involvieren. Somatische Mutationen von B-RAF-V600E wurden in 47 % der Patienten gefunden und in 21 % von Mutationen des MAP2K1.

Hieraus ergibt sich die praktische Konsequenz, dass bei allen histologisch diagnostizierten Langerhans-Zell-Histiozytosen mit konventioneller Immunhistologie CD1a und Langerin zusätzlich eine Mutationsanalyse des B-RAF-, MEK-, ERK-pathways durchgeführt werden sollte (5).

Infektiöse Hauterkrankungen

Die Infektionen basieren auf Erregern; diese zu identifizieren ist Grundlage einer spezifischen und adäquaten Behandlung. Die Einführung molekularbiologischer Methoden in der Diagnostik von infektiösen Erregern erlaubt heutzutage eine raschere Erregeridentifikation mit hoher Sensitivität und Spezifität.

In der Dermatopathologie gelingen PCR-basierte Verfahren unter anderem zum Nachweis von Bakterien (Borrelien, Treponema pallidum, Myobakterien), Viren (u. a. Herpesviren, Merkelzellpoliomavirus), Pilzen (Dermatophyten, Schimmelpilze) und Parasiten (Leishmanien). Die erhaltenen Ergebnisse sind mit dem histopathologischen Befund und der entsprechenden Klinik abzugleichen (19, 21).

In Tabelle 2 ist der Erregernachweis mittels Polymerasekettenreaktion (PCR) im Vergleich zur Immunhistochemie und Spezialfärbungen bei bakteriellen und parasitären Infektionen zusammengefasst.

Erregernachweis im Gewebe bei bakteriellen und parasitären Infektionen
Erregernachweis im Gewebe bei bakteriellen und parasitären Infektionen
Tabelle 2
Erregernachweis im Gewebe bei bakteriellen und parasitären Infektionen

Die klassischen Methoden zur mykologischen Diagnostik werden zunehmend durch schnellere molekulare Verfahren abgelöst. Diese molekularen Verfahren sind einfach, spezifisch und schnell durchzuführen. Hier werden durch die DNA-basierten molekularen Methoden die Empfindlichkeit sowie die diagnostische Spezifität erhöht und die Wochen dauernde konventionelle mykologische Diagnostik auf 24–38 Stunden reduziert.

Für das diagnostische Verfahren werden inzwischen spezifische Primer, die auf Sequenzen der Chintinsynthese, der Mikrosatellitenregion oder der Gensequenz der „internal transcribed spacer 1 region“ der fungalen ribosomalen DNA ausgerichtet sind, verwandt. Der zusätzliche Einsatz dieser DNA-basierten molekularen Methoden zu den klassischen Verfahren erhöht die Empfindlichkeit und die Spezifität der mykologischen Diagnostik (20). Die klassische mykologische Diagnostik ist jedoch für Ausbildungszwecke und bei besonderen Fragestellungen weiterhin von grundsätzlicher Bedeutung.

Entzündliche Dermatosen

Bei entzündlichen Dermatosen ziehen die molekularen Verfahren aus der experimentellen Diagnostik auch in die praktische Medizin ein. Dies betrifft vor allen Dingen die Gruppe der autoinflammatorischen Erkrankungen mit bekannter oder vermuteter Interleukin-1-mediierter Pathogenese. Hierzu zählen eine Reihe von autoinflammatorischen Syndromen, die in Tabelle 3 zusammengefasst sind.

Genmutationen und ihre Mediatoren
Genmutationen und ihre Mediatoren
Tabelle 3
Genmutationen und ihre Mediatoren

Neben den autoinflammatorischen Dermatosen ist die genetische Architektur für pustulöse Formen der Psoriasis von besonderer Bedeutung. Eine Minorität pustulöser Psoriasisfälle wird durch Mutationen im Interleukin-36-R-Gen ausgelöst, das ein antiinflammtorisches Protein kodiert, bekannt als Interleukin-36-Rezeptor-Antagonist. Dieses Molekül hemmt die Aktivierung von NF-kappa-B bei Interleukin-36-α, β und γ durch Bindung des Interleukin-1-RL2-Rezeptors und Hemmung seiner Assoziation mit dem Interleukin-1-RAP-Korezeptor.

Eine Reihe von weiteren Interleukin-36-RN-Mutationen wurden seit der Erstbeschreibung beschrieben. Heutzutage können in der europäischen Bevölkerung in 46 % Interleukin-36-RN-Mutationen bei generalisierter Psoriasis pustulosa mit oder ohne Psoriasis vulgaris nachgewiesen werden und 17 % bei generalisierten Pustulosen mit Hinweisen für eine Psoriasis pustulosa. Besonders schwere autoinflammatorische Verläufe korrelieren zu einem hohen Grad mit Interleukin-36-RN-Mutationen (2).

Bei der Psoriasis führten genomweite Kopplungsstudien zur Definition von sogenannten Psoriasis-suseptibility-1-(PSORS1-)Loci auf Chromosom 6p, wobei das HLA-C wahrscheinlich das PSORS1-Kandidatengen ist.

In weiteren Assoziationsstudien konnte eine Reihe weiterer Gene für die Psoriasis identifiziert werden (22). Diese spielen aber für die Routinediagnostik der Psoriasis keine entscheidende Rolle. Hingegen basiert die moderne Biologikatherapie der Psoriasis auf definierten Zielstrukturen wie TNF alpha, IL-17 und neuerdings IL-23 (2224).

Atopische Dermatitis

Auch für die atopische Dermatitis wurden zahlreiche Gene identifiziert (Tabelle 3). Diese Identifizierung führte nicht zuletzt zur Entwicklung und Einführung einer personifizierten Medizin, auch bei der atopischen Dermatitis mit Interleukin-4-, -13-Antagonisten, die die hochregulierte Th2-Immunantwort nachhaltig suppremiert. Die Zukunft liegt jedoch in der molekularen Differenzierung klinisch schwer zu unterscheidender Fälle von palmoplantarer Psoriasis zu chronischen Ekzemen.

Von Kilian Eyrich und seiner Arbeitsgruppe wurde erstmals auf die molekularen Krankheitsmarker INOS und CCL-27 als robuste molekulare Klassifizierer in der Diagnose der Psoriasis und Ekzem mit hoher Sensivität und Spezifität, > 95 %, hingewiesen. Diese zukünftige molekulare Diagnostik, möglicherweise auch immunhistologisch, gilt es, in größeren Untersuchungen für die Zukunft in die Praxis zu überführen (4).

Genetische Erkrankungen

Die über 400 bekannten genetischen Hauterkrankungen sind sowohl klinisch als auch molekulargenetisch sehr heterogen. Bei den häufigsten Genodermatosen, zum Beispiel Ichthyosis vulgaris (Prävalenz 1:250) oder Neurofibromatose Typ 1 (Prävalenz 1:3000), basiert die Diagnosestellung auf klinischen Kriterien, wobei spezielle dermatologische Expertise gefragt ist. Im Falle heterogener Krankheitsgruppen wie zum Beispiel der Verhornungsstörungen, der Epidermolysis bullosa, der Xeroderma pigmentosum, der ektodermalen Dysplasien oder der Ehlers-Danlos-Syndrome ist die Bestimmung der genauen Diagnose, des Krankheitssubtyps und manchmal auch des Erbgangs nur mittels molekularer Methoden möglich.

Des Weiteren ist die molekulargenetische Diagnostik für eine genetische Beratung und eine eventuelle pränatale Diagnostik unabdingbar, aber auch für Maßnahmen zur Prävention von Komplikationen (z. B. Krebsscreening) und für die Therapie (z. B. Zinksubstitution bei Acrodermatitis enteropathica). Auch wenn für viele genetische Hauterkrankungen keine spezifische Therapie möglich ist, ist eine genaue Diagnose für die Betroffenen und deren Familien sehr wichtig und ermächtigend (25, 26).

Im Rahmen der molekularen Diagnostik kann mittels Immunfluoreszenz- oder immunhistochemischer Untersuchung einer Hautprobe oder mittels biochemischer und enzymatischer Bestimmungen das Fehlen oder die Reduktion eines Proteins festgestellt werden.

Bei gezielten Fragestellungen und spezifischen Befunden gelten diese Untersuchungen als Hinweise auf den zugrunde liegenden Gendefekt. So spricht zum Beispiel das Fehlen von Kollagen VII in der Haut für eine Epidermolysis bullosa dystrophica, oder das Fehlen des Lympho-epithelial-Kazal-type-related-Inhibitors (LEKTI) in der Haut weist auf ein Netherton-Syndrom hin. Mit diesen Untersuchungen kann die Diagnose innerhalb weniger Tage gestellt werden (27).

Die modernen Methoden der DNA-Hochdurchsatzsequenzierung stellen einen Durchbruch in der Medizin und der Biologie dar, aber insbesondere haben sie die Genetik revolutioniert. Die sogenannte Next-Generation-Sequenzierung (NGS) ermöglicht die Sequenzierung einer Vielzahl von Genen, der gesamten kodierenden Sequenz (Exomsequenzierung) oder des gesamten Genoms mittels unterschiedlicher Technologien. Die bioinformatische Auswertung der umfangreichen Datensätze umfasst die Qualitätskontrolle der Daten, die mit dem Referenzgenom verglichen werden, die Analyse der Sequenzvarianten und die Filtrierung der Varianten nach Häufigkeit in der Bevölkerung, nach Effekten und Pathogenität.

Die molekulare Diagnostik der genetischen Hauterkrankung hat, abhängig von der Fragestellung, unterschiedliche Komplexitätsgrade von PCR, Sequenzierung eines Kandidatengens und Gendosisanalyse bis hin zur ausführlichen RNA- oder Genomsequenzierung. Bei klinisch erkennbaren Phänotypen mit bekannten Gendefekten ist die gezielte Analyse des Kandidatengens die Methode der Wahl.

Bei der Epidermolysis bullosa hereditaria, den Ichthyosen oder Palmoplantarkeratosen sind sogenannte Multi-Gen-Panele im Einsatz, die gleichzeitig alle bisher bekannten krankheitsassoziierten Gene analysieren. Diese Strategie ist sehr effizient und verkürzt die Dauer der Diagnose wesentlich. In seltenen Situationen bleiben diese Analysen ohne Erfolg und die krankheitsverursachenden Genvarianten können nicht nachgewiesen werden.

Wenn die klinische Diagnose unzweifelhaft ist, werden speziellere Strategien eingesetzt, zum Beispiel die Gendosisanalyse oder die RNA-Sequenzierung, um große Deletionen/Insertionen oder Mutationen in den nicht kodierenden Bereichen (z. B. tief in den Introns) zu identifizieren.

In solchen Situationen, die die Patienten und deren Familien verunsichern, ist die Rolle des/der Dermatologen/-in essenziell. Er/Sie hat die Kompetenz, die klinischen Merkmale der Genodermatosen zu erkennen und den Diagnosen zuzuordnen.Schließlich gibt es unter den seltenen Erkrankungen nicht diagnostizierte Fälle. Die Untersuchung der Krankheitsursachen ist in diesen Fällen komplex und sprengt den Rahmen der molekularen Diagnostik. Neben der Exomsequenzierung sind meistens ausführliche funktionelle Studien und Tiermodelle notwendig, um neue Gene und neue Krankheitsmechanismen aufzuklären.

Auf diese Weise ist in den letzten Jahren eine signifikante Zahl neuer genetischer Hauterkrankungen und neuer Gene entdeckt worden.

DOI: 10.3238/PersDerma.2018.05.21.05

Prof. Dr. med. Rudolf Stadler

Universitätsklinik für Dermatologie, Venerologie, Allergologie und Phlebologie, Johannes Wesling Klinikum Minden,
UK der Ruhr-Universität Bochum

Prof. Dr. med. Cristina Has,
Prof. Dr. med. Dr. h.c. Leena Bruckner-Tuderman
Klinik für Dermatologie und Venerologie, Universitätsklinikum Freiburg

Interessenkonflikt: Prof. Stadler erhielt Beraterhonorare von den Firmen Novartis und Hoffmann La Roche. Prof. Has und Prof. Bruckner-Tudermann erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Literatur im Internet:
www.aerzteblatt.de/lit2018

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Molekulare Alterationen beim Melanom
Molekulare Alterationen beim Melanom
Grafik 1
Molekulare Alterationen beim Melanom
Inhibition des Signaltransduktionsweges mit MAP-Kinase-Inhibitoren
Inhibition des Signaltransduktionsweges mit MAP-Kinase-Inhibitoren
Grafik 2
Inhibition des Signaltransduktionsweges mit MAP-Kinase-Inhibitoren
Testverfahren zum Nachweis von Mutationen
Testverfahren zum Nachweis von Mutationen
Tabelle 1
Testverfahren zum Nachweis von Mutationen
Erregernachweis im Gewebe bei bakteriellen und parasitären Infektionen
Erregernachweis im Gewebe bei bakteriellen und parasitären Infektionen
Tabelle 2
Erregernachweis im Gewebe bei bakteriellen und parasitären Infektionen
Genmutationen und ihre Mediatoren
Genmutationen und ihre Mediatoren
Tabelle 3
Genmutationen und ihre Mediatoren
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