Luminita Göbbel, Dr. rer. nat.

Pathomorphologische Untersuchungen und Screening von aDNA-Sequenzen zur Detektion von Aneuploidien in humanteratologischen Präparaten der Meckel'schen Sammlungen

Habilitationsschrift zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum medicarum habilitatus (Dr. rer. medic. habil.) vorgelegt an der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Beschlußdatum am 14.10.2008

Abstract
Die teratologische Sammlung des Institutes für Anatomie und Zellbiologie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg geht in ihrem Ursprung auf die ehemalige pathologisch-anatomische Abteilung der Meckel'schen Sammlungen zurück. Zum heutigen Sammlungsbestand gehören etwa 600 tierisch- und human-teratologische Präparate. Ziel der vorliegenden Untersuchungen ist es, diese Präparate unter pathomorphologischen Aspekten neu zu untersuchen. Außer den Präparaten zum Meckel'schen Divertikel und zum Meckel'schen Syndrom befindet sich das historisch älteste Nager-Syndrom in der Sammlung. Die Ergebnisse zeigen, dass von allen "mittelalterlichen" Feten mit nuchalem Hygroma colli oder Ullrich-Turner-Phänotypus - darunter ein Noonan-Syndrom, ein maskulinisierter 45,XX/XY Fetus und ein Swyer-Syndrom wahrscheinlich mit einer SRY-Mutation - vermutlich nur die der Meckel'schen Sammlungen bis heute "überlebt" haben. Bisher wurden 25 Präparate auf Aneuploidien geprüft. Das Hauptziel der aDNA-Analyse ist es, diagnostische Fragestellungen an fehlgebildeten, ätiologisch nicht eindeutig zuordenbaren Feten mit molekular-zytogenetischen Methoden zu beantworten. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, inwiefern und ob überhaupt die langzeitasservierten organischen Proben sich dem molekular-zytogenetischen Zugriff erschließen lassen. Anhand von verschiedenen DNA-Extraktionsmethoden wurde aDNA gewonnen, die es ermöglichte, verschiedene, auf den Degradationsgrad der aDNA angepasste direkte Amplifikationen und Markierungsreaktionen durchzuführen. Anschließend wurde eine Reihe von CGH-Experimenten durchgeführt, die die ersten Informationen über das Hybridisierungsverhalten der unterschiedlich markierten aDNAs lieferten.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es, Meckels Fragestellungen und Untersuchungsansätze zur "regelmäßigen und unregelmäßigen tierischen Form" anhand einer großen Anzahl von Originalschriften nachzuvollziehen. Meckel hat die Begriffe von der primären und sekundären Fehlbildung sowie von den Variabilitäten definiert. Bisher war unbekannt, dass er die Vererbung in die kausale Analyse der kongenitalen Fehlbildungen einführte und dass er klare Vorstellungen über Pathogenese und Kausalität entwickelte; so kann Meckel d. J. als Begründer der modernen Teratologie, der Syndromologie, der Entwicklungspathologie und der vergleichenden Anatomie angesehen werden. Er erkannte Lamarcks Evolutionstheorie an. Meckel sah in der Hemmung der Entwicklung einen Mechanismus der Entstehung sowohl der Fehlbildungen als auch der neuen Spezies. Er führte die Homologie als empirische Forschungsmethode in die kurz zuvor durch Goethe und Burdach entstandene Morphologie ein. Damit hatte er die "naturphilosophische" Morphologie zu einer empirischen Wissenschaft entwickelt.

The origin of the teratological collections of the Department of Anatomy and Cell Biology of the Martin Luther University Halle-Wittenberg goes back to the former pathological-anatomical part of the Meckel Collections. The present collection includes about 600 animal and human teratological preparations. The goal of the present investigation is to re-examine those preparations taking into account pathomorphological aspects. Apart from the preparations to the Meckel diverticulum and the Meckel syndrome the collections contain also the historically oldest Nager-syndrome. The results show that of all "medieval" foetuses with nuchal Hygroma colli or the Ullrich-Turner-phenotype - among them a Noonan-syndrome, masculinized 45,XX/XY foetus and a Swyer-syndrome probably with a SRY-mutation - likely only those of the Meckel Collections have "survived" until today, when we consider the literature. Up to now 25 preparations have been tested regarding aneuploidies. The primary objective of the aDNA-analysis is to answer diagnostical questions regarding malformed, aetiologically not clearly assigned foetuses by means of molecular cytogenetic methods. The results of this investigation show whether and if at all the long-term preserved organic samples are accessible to the molecular cytogenetic investigation. By means of different DNA-extraction methods aDNA has been gained which enabled us to carry out direct amplifications and marking reactions, adapted to the measure of degradation of the aDNA. Following that we carried out a series of CGH experiments which supplied the first information about the hybridisation characteristics of the differently marked aDNAs.
A further objective of this investigation was to retrace Meckel's questions and his approach to research the "regular and irregular animal form" by means of original literature. Meckel defined the terms primary and secondary malformation as well as the variabilities. Up until now it was unknown that Meckel introduced the hereditary in the causal analysis of the congenital malformation and that he developed clear concepts about pathogenesis and causality. Thus Meckel the younger can doubtlessly be recognized as the forefather of the modern teratology as well as the founder of the syndromology, the developmental pathology and the comparing anatomy. He recognized Lamarck's evolution theory. Meckel regarded the arrest of the development as a mechanism of origin for the malformation as well as for the new species. He established homology as empiric research method in the morphology which had just been begun by Goethe and Burdach. Therefore he developed the "nature philosophic" morphology to an empiric science.

Keywords:
Johann Friedrich Meckel der Jüngere, Meckel'sche Sammlungen, Aneuploidie, CGH, Nager-Syndrom, Ullrich-Turner-Phänotypus, Syndromologie, Entwicklungspathologie, primären Fehlbildung, Vererbung, Hemmung der Entwicklung

Johann Friedrich Meckel the Younger, Meckel Collections, aneuploidy, CGH, Nager-syndrome, Ullrich-Turner-phenotype, syndromology, developmental pathology, primary malformation, heredity, arrest of the development

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Referat, Inhaltsverzeichnis, Abkürzungsverzeichnis (1-6)
1. Einleitung und Zielstellung (1-2)
2. Stand der Forschung in der aDNA-Analyse (3-4)
3. Material und Methoden (5-8)
4. Ergebnisse und Diskussion (9-36)
5. Ausblick (37)
6. Zusammenfassung (38-43)
7. Literaturverzeichnis (44-50)
8. Thesen (51-54)
9. Anlagen (55-60)
10. Anhang (19 MB)