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Criminologia forense

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Amigos del Club de Ciencias Forenses, esta semana presentamos el artículo “The Future of Environmental DNA in Forensic Science” de Allwood, J. S.; Fierer, N. y Dunn, R. R. (2020), en el que se analizan las tecnologías actuales basadas en el ADN que utilizan microbiomas y muestras ambientales que se centran en la generación de algunas herramientas de investigación para su uso en la ciencia forense.

Durante la mayor parte de la historia de la ciencia forense, el polvo ha sido analizado por expertos en componentes particulares de la biota del suelo, como la fauna del suelo, el polen o las esporas de hongos. Esos organismos, o partes de organismos, se identificaron típicamente con un microscopio o una lupa.

Hoy en día, las nuevas tecnologías de ADN permiten identificar las cepas y especies que se encuentran en los componentes bióticos del polvo y el suelo en función de la información de su secuencia de ADN. Esto es posible incluso si las cepas y especies que contribuyeron con esta información ya no están vivas y están representadas por nada más que rastros de vida (p. ej., restos de células bacterianas).

La tecnología utilizada para este material ambiental se describe, a menudo, como «metabarcoding» o codificación de metabarras. Esta utiliza secuenciación de alto rendimiento para procesar simultáneamente cientos de muestras diferentes. El metabarcoding genera datos de secuencia de genes o regiones genéticas específicos. Estos enfoques de secuenciación de ADN se utilizan ahora de forma rutinaria para abordar una variedad de cuestiones.

De manera más prominente, la codificación de metabarras se puede utilizar para inferir qué taxones (incluidos de plantas, animales y microbios) están presentes en las muestras ambientales. Las identidades de esos taxones se pueden utilizar para inferir la biodiversidad regional, la geolocalización (estimando la procedencia u origen de la muestra) y, potencialmente, incluso la identificación humana. A menudo requiere solo cantidades mínimas de material de partida y se puede usar con una amplia gama de tipos de muestras (núcleos de hielo, suelo, hojarasca, heces, polvo sedimentado, aire o agua filtrados, piel humana, objetos y ropa).

Una ventaja potencial de los enfoques de secuenciación de ADN para determinar el origen geográfico y, de manera más general, la procedencia de las muestras es que se pueden estudiar muchos taxones a la vez. La composición de los conjuntos de taxones particulares se puede comparar con la de regiones geográficas o hábitats concretos mediante análisis estadísticos formales.

Los análisis microbianos basados ​​en ADN se han utilizado anteriormente para vincular el material recolectado a una ubicación de origen. Los análisis de ADN bacteriano también se han utilizado para vincular el suelo con la ubicación de la fuente, para su uso investigativo en escenas del crimen. La identificación del origen geográfico de las muestras basándose en datos de secuencia de muestras de polvo, suelo u otro material está limitada por la necesidad de información de referencia adecuada para la comparación de muestras. A pesar de estos requisitos, estos enfoques son prometedores.

Se han desarrollado enfoques de secuenciación para identificar a las personas dirigiéndose al ADN humano, para su aplicación a la ciencia forense y su uso en investigaciones criminales. El concepto del uso de ADN bacteriano asociado con humanos, predominantemente perfiles microbianos de la piel, para la identificación humana ha surgido actualmente como tema de investigación. Sin embargo, no cuenta todavía con el apoyo suficiente, pues necesita que se cumplan cuatro requisitos.

Primero, debe darse el caso de que cada ser humano individual tenga un perfil microbiano único y que este no cambie apreciablemente con el tiempo van a compararse. En segundo lugar, ese perfil debe ser persistente y relativamente consistente. En tercer lugar, se requiere una base de datos exhaustiva y evaluada de perfiles microbianos generados de una manera que sea útil a nivel regional (o mundial). En cuarto lugar, cualquier perfil de este tipo debe ser el resultado de un método aceptado como sólido, reproducible… Hasta la fecha, el trabajo se ha centrado en el primer paso.

Recientemente, los estudios han considerado factores que influyen en el microbioma personal de los individuos. Ahora sabemos que la comunidad microbiana de la piel de un individuo es en parte producto del propio individuo y en parte del entorno y estilo de vida. Se ha documentado que el microbioma de la piel humana es muy diverso y varía con el tiempo. Como resultado, es posible que se necesite no solo una base de datos del microbioma de cada ser humano, sino también otra que pueda utilizarse para cuantificar cómo varían sus microbiomas en el tiempo e identificar dónde se derivó la muestra.

Muchas de las aplicaciones del ADN ambiental y la tecnología de secuenciación utilizan pequeñas cantidades de material de partida y/o métodos que pueden ser difíciles de estandarizar. Por tanto, debe apuntarse a lo que puede y debe estandarizarse para garantizar la reproducibilidad, la sensibilidad y, en última instancia, la precisión. También existe la necesidad de establecer métodos que sean robustos a factores temporales y ambientales. O, al menos, trabajar para establecer límites conocidos de detección, tasas de error esperadas, etc.

Combinar el poder y la versatilidad de los enfoques de secuenciación con la naturaleza ubicua del ADN ambiental es una combinación lógica para la biología forense. Los científicos a menudo se enfrentan a rastros o material diminutorecolectado para su uso en investigaciones criminales. El acceso a técnicas para aprovechar al máximo esas muestras es fundamental. El uso de dicho material en sí no es nuevo ni novedoso, pero el uso de tecnologías de secuenciación de ADN puede ampliar, agilizar y estandarizar su uso.

Un campo de investigación creciente se centra en realizar la identificación humana sin utilizar ADN humano en absoluto, explotando la firma microbiana dejada por los individuos en su entorno y posesiones.

La investigación para trasladar el análisis de material biológico más allá de la identificación convencional, utilizando microscopía de materia vegetal y fúngica (hongos), incluso a partir de trazas en el polvo, tiene ventajas obvias para aplicaciones forenses específicas. Sin embargo, muchos de estos métodos aún requieren una consideración cuidadosa de los efectos temporales y ambientales para determinar su viabilidad cuando se aplican en un entorno anónimo y sin contexto.

En última instancia, el uso de estos métodos se basa en la capacidad de demostrar que dichos métodos son adecuadamente robustos frente al impacto de los factores temporales y ambientales, al tiempo que son precisos, reproducibles y fiables.

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Amigos del Club de Ciencias Forenses, esta semana presentamos el artículo “Are Prisoners More Psychopathic than Non- forensic Populations? Profiling Psychopathic Traits among Prisoners, Community Adults, University Students, and Adolescents” de Boduszek, D.; Debowska, A.; Sherretts, N.; Willmott, D.; Boulton, M.; Kielkiewicz, K.; Popiolek, K. y Hyland, P. (2019), en…