Down-Syndrom (Trisomie 21) – _
Ursachen und Risikofaktoren für das Down-Syndrom
Das Down-Syndrom ist auf einen Fehler bei der Produktion der Keimzellen (Eizellen beziehungsweise Spermien) zurückzuführen: Ei- und Samenzellen entstehen durch Zellteilung aus Vorläuferzellen mit normalem doppeltem Chromosomensatz.
Dieser doppelte Chromosomensatz umfasst 22 paarige Autosomen plus zwei Geschlechtschromosomen (XX bei Frauen und XY bei Männern). Insgesamt sind das also 46 Chromosomen. Die Erbinformation wird während des Teilungsprozesses (Meiose) normalerweise gleichmäßig auf die entstehenden Keimzellen verteilt.
Diesen Vorgang bezeichnen Mediziner auch als Reduktionsteilung (Meiose), da der doppelte Chromosomensatz auf einen einfachen reduziert wird. Die daraus hervorgehenden Zellen haben also nur noch 23 Chromosomen (22 Autosomen und ein Geschlechtschromosom).
Durch die Reduktionsteilung entsteht bei einer späteren Befruchtung durch die Verschmelzung von Eizelle und Spermium wieder eine Zelle mit normalem doppeltem (disomen) Chromosomensatz. Aus dieser Zelle geht dann über unzählige Zellteilungen das Kind hervor.
Bei der Aufteilung der 46 Chromosomen auf die entstehenden Keimzellen passieren in einigen Fällen Fehler: Manchmal landen die beiden Kopien eines Chromosoms zum Beispiel versehentlich in ein und derselben neuen Keimzelle. Diese besitzt dann insgesamt 24 statt 23 Chromosomen.
Verschmilzt die betroffene Keimzelle später bei der Befruchtung mit einer anderen “normalen” (disomen) Keimzelle, ist das Ergebnis eine sogenannte trisome Zelle: Sie beinhaltet drei Exemplare des betreffenden Chromosoms – also insgesamt 47 Chromosomen.
Beim Down-Syndrom ist das Chromosom Nummer 21 in dreifacher (statt zweifacher) Ausführung vorhanden. Dabei unterscheiden Mediziner verschiedene Formen von Down-Syndrom: Freie Trisomie 21, Mosaik-Trisomie 21 und Translokationstrisomie 21.
Freie Trisomie 21
Hierbei sind alle Körperzellen mit einem dritten Chromosom 21 ausgestattet. Es handelt sich dabei fast immer um eine spontane Neumutation. Das heißt, die freie Trisomie 21 entsteht in der Regel zufällig ohne ersichtlichen Grund. Etwa 95 Prozent aller Menschen mit Down-Syndrom haben eine freie Trisomie. Diese ist damit die weitaus häufigste Variante der Chromosomenstörung.
Mosaik-Trisomie 21
Manchmal geht das überzählige dritte Chromosom 21 bei den Zellteilungen während der Embryonalentwicklung in einer Zelle wieder verloren (“trisomy rescue”), in anderen aber nicht. Das bedeutet, dass sich in der Folge parallel sowohl disome als auch trisome Zelllinien mit zwei oder drei Chromosomen 21 entwickeln. Der Körper des Kindes besteht dann aus einem Mosaik aus Zellen mit 46 oder 47 Chromosomen.
Das gleiche Resultat ergibt sich, wenn zwar die Befruchtung regulär abläuft (die befruchtete Eizelle also 46 Chromosomen hat), aber in der nachfolgenden Embryonalentwicklung ein Fehler passiert: Bei der normalen Teilung einer einzelnen Zelle wird die gesamte Erbinformation zunächst verdoppelt und dann gleichmäßig auf die beiden Tochterzellen verteilt. Manchmal gelangen aber versehentlich drei Chromosomen 21 in eine Tochterzelle und nur eine Kopie in die zweite Tochterzelle. Es entsteht dann ebenfalls ein Mosaik aus disomen und trisomen Zellen.
Die Mosaik-Trisomie kommt bei ungefähr zwei Prozent aller Menschen mit Down-Syndrom vor. Je nachdem, ob der Betroffene mehr disome oder mehr trisome Zellen besitzt, sind die Down-Syndrom-Merkmale unterschiedlich stark ausgeprägt.
Translokationstrisomie 21
Diese Form von Down-Syndrom hat ihren Ausgang meist bei einem Elternteil mit sogenannter balancierter Translokation 21. Das heißt: Der betroffene Elternteil besitzt zwar zwei Exemplare von Chromosom 21 in seinen Körperzellen, allerdings ist eines davon an ein anderes Chromosom angeheftet (Translokation). Für den Elternteil selbst hat das keinerlei Folgen.
Bei der Zeugung eines Kindes besteht allerdings die Möglichkeit, dass eine sogenannte unbalancierte Translokation 21 entsteht: Das Kind hat dann in allen Körperzellen drei Exemplare vom Chromosom 21, wobei eines davon an ein anderes Chromosom angeheftet ist. Die Translokationstrisomie 21 macht etwa drei Prozent aller Fälle von Down-Syndrom aus.
Partielle Trisomie 21
Partielle Trisomien sind insgesamt extrem selten. Das Besondere an dieser Trisomieform ist, dass nur ein einzelner Abschnitt des betroffenen Chromosoms dreifach vorhanden ist. Bei einer partiellen Trisomie 21 sind also ganz normal zwei Kopien des Chromosoms vorhanden, bei einem Chromosom hat sich aber ein Teil verdoppelt. Bei einer genetischen Untersuchung erscheint das betroffene Chromosom im Karyogramm deshalb etwas länger als sein Partnerchromosom.
Welche Beschwerden eine partielle Trisomie 21 hervorruft, lässt sich nicht allgemein vorhersagen, unter Umständen sind die Symptome aber milder ausgeprägt.
Down-Syndrom: Risikofaktoren
Prinzipiell besteht bei jeder Schwangerschaft die Möglichkeit, dass das Kind mit dem Down-Syndrom zur Welt kommt. Mit zunehmendem Alter der Mutter steigt aber die Wahrscheinlichkeit dafür an. Während das Risiko bei einer 20-jährigen Frau bei etwa 1:1.250 liegt, beträgt es im Alter von 35 Jahren bereits etwa 1:192 und steigt ab einem Alter von 40 Jahren auf etwa 1:61.
Wissenschaftler vermuten, dass die Eizellteilung mit steigendem Alter der Frau anfälliger für Störungen ist. So kommt es leichter zu Fehlern bei der Aufteilung der Chromosomen. Ob das Alter des Vaters dabei ebenfalls eine Rolle spielt, ist umstritten.
Forscher diskutieren noch weitere Faktoren, die möglicherweise zum Auftreten eines Down-Syndroms beitragen. Dazu zählen zum einen endogene (innere) Faktoren wie bestimmte Genvarianten. Zum anderen stehen auch exogene (äußere) Einflüsse im Verdacht, beispielsweise schädliche Strahlung, Alkoholmissbrauch, übermäßiges Rauchen, Einnahme oraler Verhütungsmittel oder eine Virusinfektion zum Zeitpunkt der Befruchtung. Die Bedeutung solcher Faktoren ist jedoch umstritten.
Ist das Down-Syndrom vererbbar?
Obwohl das Down-Syndrom auf eine fehlerhafte Erbinformation zurückzuführen ist, handelt es sich nicht um eine klassische Erbkrankheit, bei der ein Gendefekt von der Mutter oder dem Vater an das Kind weitergegeben wird.
Stattdessen entsteht zumindest die freie Trisomie 21 zufällig aufgrund eines Fehlers bei der Bildung der Eizellen, in seltenen Fällen auch der Spermien. Die Wahrscheinlichkeit, dass Eltern mehr als ein Kind mit Down-Syndrom zu bekommen, ist deshalb sehr gering. Einen Sonderfall stellt die Translokationstrisomie 21 dar. Sie ist vererbbar und tritt deshalb in manchen Familien gehäuft auf.
Hat ein Elternteil eine balancierte Translokation des Chromosoms 21, besteht für jedes lebend geborene Kind rein rechnerisch eine Wahrscheinlichkeit von 33 Prozent für eine Translokationstrisomie. Tatsächlich ist die Wahrscheinlichkeit aber geringer, da Chromosomenstörungen häufiger zu Fehlgeburten führen.
Bekommen Frauen, die selbst an einer Trisomie 21 leiden, ein Kind, beträgt die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit Down-Syndrom zu gebären, etwa 50 Prozent. Hat auch der Partner eine Trisomie, ist die Wahrscheinlichkeit höher. Wie hoch lässt sich allerdings nicht genau sagen, da es hier nur sehr wenig Erfahrungswerte gibt.
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