Huellas dactilares de ADN

Las huellas dactilares de ADN, uno de los grandes descubrimientos de finales del siglo XX, han revolucionado las investigaciones forenses. Esta revisión recapitula brevemente 30 años de progreso en el análisis de ADN forense que ayuda a condenar a los criminales, exonerar a los acusados equivocados e identificar a las víctimas de delitos, desastres y guerras. Los métodos estándar actuales basados en repeticiones cortas en tándem (STR) así como marcadores de linaje (cromosoma Y, ADN mitocondrial) están cubiertos y las aplicaciones se ilustran mediante ejemplos de casos. Se discuten los beneficios y riesgos de la expansión de las bases de datos de ADN forense y nos preguntamos qué nos depara el futuro para las huellas dactilares de ADN forense.

EL PASADO, UN NUEVO MÉTODO QUE CAMBIÓ EL MUNDO FORENSE

-¡Lo he encontrado! Lo he encontrado ", gritó, corriendo hacia nosotros con un tubo de ensayo en la mano. "He encontrado un re-agente que es precipitado por la hemoglobina y por nada más", dice Sherlock Holmes a Watson en la primera novela de Arthur Conan Doyle. Un estudio en Scarlet de 1886 y después: "Ahora tenemos la prueba de Sherlock Holmes, Y ya no habrá ninguna dificultad [...]. Si se hubiera inventado esta prueba, ahora hay cientos de hombres que caminan por la tierra y que hubieran pagado la pena de sus crímenes .
El grito de Eureka sacudió de nuevo a Inglaterra y fue escuchado alrededor del mundo cuando aproximadamente 100 años después Alec Jeffreys en la Universidad de Leicester, Reino Unido, encontró patrones extraordinariamente variables y heredables de ADN repetitivo analizado con sondas multi-locus. No siendo Holmes se abstuvo de llamar al método después de sí mismo, sino de "huellas dactilares de ADN" .Bajo este nombre su invención abrió una nueva área de la ciencia. La técnica resultó aplicable en muchas disciplinas biológicas, especialmente en estudios de diversidad y conservación entre especies, y en estudios clínicos y antropológicos. Pero la verdadera dimensión política y social de las huellas genéticas se hizo evidente mucho más allá de los círculos académicos cuando se publicaron las primeras solicitudes en los casos civiles y penales. La huella genética forense puede definirse como la comparación del ADN en las células nucleadas de una persona con aquella identificada en la materia biológica encontrada en la escena de un crimen o con el ADN de otra persona con el propósito de identificación o exclusión. La aplicación de estas técnicas introduce nuevas pruebas fácticas en las investigaciones penales y en los casos judiciales. Sin embargo, el primer caso (marzo de 1985) no fue estrictamente un caso forense sino uno de inmigración .

La primera aplicación de huellas dactilares de ADN salvó a un joven de deportación y el método capturó así la simpatía del público. En palabras de Alec Jeffreys: "Si nuestro primer caso hubiera sido forense, creo que habría sido cuestionado y el proceso podría haber sido dañado en los tribunales" . Sin embargo, las implicaciones forenses de la huella genética eran evidentes y las mejoras del proceso de laboratorio llevaron ya en 1987 a la primera aplicación en un caso forense. Dos adolescentes habían sido violadas y asesinadas en diferentes ocasiones en aldeas inglesas cercanas, una en 1983 y la otra en 1986. Se obtuvo semen de cada una de las dos escenas del crimen. El caso fue espectacular porque sorprendentemente excluyó a un sospechoso, Richard Buckland, y comparó a otro hombre, Colin Pitchfork, que intentó evadir el ADN persuadiendo a un amigo para dar una muestra en su nombre. Pitchfork confesó haber cometido los crímenes después de haber sido confrontado con la evidencia de que su perfil de ADN coincide con el ADN de rastro de las dos escenas del crimen. Durante dos años, el Instituto Lister de Leicester, donde trabajaba Jeffreys, fue el único laboratorio del mundo que realizó este trabajo. Pero fue alrededor de 1987 cuando compañías como Cellmark, las instituciones académicas médico-legales de todo el mundo, la policía nacional, las agencias policiales, etc. comenzaron a evaluar, mejorar y emplear la nueva herramienta. Los años posteriores al descubrimiento de la huella dactilar de ADN se caracterizaron por un ambiente de cooperación e investigación interdisciplinaria. Ninguno de los muchos jóvenes investigadores que han estado allí olvidarán los congresos de huellas dactilares de ADN que se celebraron en los cinco continentes, en Berna (1990), Belo Horizonte (1992), Hyderabad (1994), Melbourne (1996) y En Pt. Elizabeth (1999), y luego cerró con la sensación de que el trabajo estaba hecho. Todos han leído las Noticias de Huellas digitales distribuidas gratuitamente por la Universidad de Cambridge desde 1989. Este afectuoso pequeño periódico publicó artículos cortos no estilizados directamente desde el banco sin factores de impacto y reanudó las actividades de los diferentes campos de las aplicaciones. El período en los años noventa fue la edad de oro de la investigación de la huella dactilar de ADN, que tuvo dos décadas de ingeniería, implementación y aplicación de alto rendimiento. [...] Espero que Finger print News abarque todos los aspectos del ADN hiper variable y su aplicación, incluyendo los sistemas multi-locus y single-locus, Nuevos métodos para estudiar los polimorfismos del ADN, la genética poblacional de los loci variables y el análisis estadístico de los datos de huellas dactilares, así como proporcionar útiles consejos técnicos para obtener buenos perfiles de ADN. Que tus bandas sean variables.

La tecnología original de jeffreys, ahora obsoleta para el uso forense, experimentó importantes desarrollos en términos de la metodología básica, es decir, de transferencia de Southern a PCR, de etiquetas radiactivas a fluorescentes, de geles de placas a electroforesis capilar. A medida que la técnica se hizo más sensible, el manejo simple y automatizado y el tratamiento estadístico directo, el perfil de ADN, como el método fue renombrado, ingresó a los laboratorios forenses de rutina alrededor del mundo en tormenta. Pero, lo que cuenta en el caso de Pitchfork y lo que todavía cuenta hoy en día es el proceso para obtener resultados de identificación de ADN aceptados en procedimientos legales. Espectaculares falacias, desde el caso histórico 1989 de People vs. Castro en Nueva York hasta el caso contra Knox y Sollecito en Italia (2007-2013), donde literalmente se tomaron las huellas dactilares del ADN ,reveló insuficiencias graves en la técnica Protocolos y, especialmente, en la interpretación de pruebas de ADN y planteó dudas sobre el valor científico y probatorio de las huellas dactilares de ADN forense. Estos casos son raros pero frecuentes para recordar a cada nueva generación de analistas forenses, investigadores o empleados del sector privado que la evidencia de ADN es hoy en día una parte importante de la evidencia factual y necesita un escrutinio intenso para todas las partes del análisis de ADN y el proceso de interpretación. A continuación describiré brevemente el desarrollo de las huellas dactilares de ADN a un método de investigación estandarizado para uso en los tribunales que desde 1984 ha conducido a la condena de miles de criminales ya la exoneración de muchos individuos sospechosos o condenados injustamente. Naturalmente, la huella genética per se no puede reducir la tasa penal en ninguno de los muchos países del mundo que emplean este método. Pero el análisis de perfiles de ADN agrega valor científico a la evidencia y fortalece así (principalmente) la credibilidad del sistema legal.

La evolución tecnológica del análisis forense de ADN
En el método clásico de huellas dactilares de ADN se hibridan sondas de ADN radiomarcadas que contienen secuencias de minisatélites u oligonucleótidos con ADN que ha sido digerido con una enzima de restricción, separado por electroforesis de agarosa e inmovilizado sobre una membrana por Southern blotting o en el caso de las sondas oligonucleotídicas - inmovilizadas directamente en el gel seco. La sonda radiomarcada se hibrida con un conjunto de minisatélites u oligonucleótidos en el ADN genómico contenido en fragmentos de restricción cuyo tamaño difiere debido a la variación en el número de unidades repetidas. Después de lavar el exceso de sonda, la exposición a una película de rayos X (autorradiografía) permite visualizar estos fragmentos variables y comparar sus perfiles entre individuos. Las sondas de minisatélite, llamadas 33,6 y 33,15, fueron las más utilizadas en el Reino Unido, en la mayor parte de Europa y EE.UU., mientras que las sondas pentaméricas (CAC) / (GTG) 5 se aplicaron predominantemente en Alemania. Estas llamadas sondas multilocus (MLP) detectan conjuntos de 15 a 20 fragmentos variables por individuo que van desde 3,5 a 20 kb de tamaño .Sin embargo, el método de perfiles multi-locus tenía varias limitaciones a pesar de su aplicación exitosa a los casos de crimen y parentesco hasta mediados de los años noventa. Las condiciones de funcionamiento o los problemas de calidad del ADN hacen que la coincidencia exacta entre bandas sea a menudo difícil. Para superar esto, los laboratorios forenses se adhirieron a los enfoques binning, donde los contenedores fijos o flotantes se definieron en relación con el tamaño del fragmento de ADN observado, y se ajustó al poder de resolución del sistema de detección. En segundo lugar, la asociación de fragmentos dentro de un perfil de huella digital de ADN no se conoce, lo que conduce a errores estadísticos debido a la posible vinculación entre loci. En tercer lugar, para obtener perfiles óptimos, el método requirió cantidades sustanciales de ADN de alto peso molecular y por lo tanto excluye la mayoría de las muestras de la escena del crimen del análisis. Para superar algunas de estas limitaciones, un solo locus perfil fue desarrollado. Aquí un locus hipervariable único es detectado por una sonda específica de locus único (SLP) utilizando hibridación de alta rigurosidad. Típicamente, cuatro SLPs se utilizaron en un enfoque reprobing, dando ocho alelos de cuatro loci independientes por individuo. Este método requiere sólo 10 ng de ADN genómico  y ha sido validado a través de extensos experimentos y casos forenses, y durante muchos años proporcionó un sistema robusto y valioso para la identificación individual. Sin embargo, todos estos diferentes métodos basados ​​en el polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) estaban todavía limitados por la calidad y cantidad disponibles del ADN y también obstaculizados por las dificultades para comparar fiablemente perfiles genéticos de diferentes fuentes, laboratorios y técnicas. Lo que se necesitaba era un código de ADN, que idealmente podría ser generado incluso a partir de una sola célula nucleada y de ADN altamente degradado, un código que podría ser generado rápidamente, cifrado numéricamente, comparado automáticamente y fácilmente soportado en corte. De hecho, a partir de principios de la década de 1990 los métodos de toma de huellas dactilares de ADN basados ​​en el análisis RFLP fueron suplantados gradualmente por métodos basados ​​en PCR debido a la sensibilidad mejorada, la velocidad y la precisión del genotipado. Los microsatélites, en la comunidad forense usualmente referidos a repeticiones en tándem cortas (STR), resultaron ser ideales para aplicaciones forenses. STR tipificación es más sensible que un solo locus RFLP métodos, menos propensos a la eliminación alélica que VNTR (número variable de repetición en tándem) sistemas , y más discriminante que otros métodos de tipificación basada en la PCR, como HLA-DQA1. Más de 2.000 publicaciones ahora detallan la tecnología, se han estudiado cientos de grupos de población, se han desarrollado nuevas tecnologías, como por ejemplo, los miniSTR y se han validado protocolos estándar en laboratorios de todo el mundo. El análisis de ADN forense se realiza actualmente utilizando un panel de marcadores STR multialélicos que son estructuralmente análogos a los minisatélites originales pero con tramos de repetición mucho más cortos y por lo tanto más fáciles de amplificar y multiplexar con PCR. Se pueden detectar hasta 30 STR en una sola inyección de electroforesis capilar generando para cada individuo un código genético único. Básicamente hay dos conjuntos de marcadores STR que cumplen con los estándares solicitados por las bases de datos criminales en todo el mundo: el conjunto estándar europeo de 12 marcadores STR  y el estándar CODIS de los Estados Unidos de 13 marcadores.Debido a la superposición parcial, forman juntos un estándar de 18 marcadores STR en total. La incorporación de estos marcadores STR en kits comerciales ha mejorado la aplicación de estos marcadores para todo tipo de pruebas de ADN con resultados reproducibles de menos de tres células nucleadas y extraído incluso de material gravemente comprometido. La probabilidad de que dos individuos tengan marcadores idénticos en cada uno de 13 loci STR diferentes dentro de su ADN excede uno de cada mil millones. Si se produce una coincidencia de ADN entre un individuo acusado y una mancha de la escena del crimen, la expresión correcta del tribunal sería que la probabilidad de un partido si la muestra de la escena del crimen vino de alguien que no sea el sospechoso (considerando al hombre aleatorio, ) Es como máximo uno en un billón .La singularidad del ADN de cada persona (con la excepción de gemelos monocigóticos) y su simple codificación numérica condujo al establecimiento de bases de datos de ADN de investigación criminal controladas por el gobierno en los países desarrollados de todo el mundo, el primero en 1995 en el Reino Unido. Cuando se hace una coincidencia de una base de datos de ADN para vincular una muestra de escena del crimen a un delincuente que ha proporcionado una muestra de ADN a una base de datos que se refiere a menudo como un golpe frío. Un golpe frío es de valor como una pista de investigación para la agencia de policía a un sospechoso específico. China (aproximadamente 16 millones de perfiles, Estados Unidos (aproximadamente 10 millones de perfiles) y el Reino Unido (aproximadamente 6 millones de perfiles) mantienen la mayor base de datos de ADN del mundo. Mientras que en el Reino Unido aproximadamente el 10% de la población se encuentra en la base de datos nacional de ADN, el porcentaje en Alemania y los Países Bajos es sólo de aproximadamente el 0,9% y el 0,8%, respectivamente.

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