Las técnicas de biología molecular que actualmente se emplean en identificación humana parecen infalibles. Sin embargo, no lo son. ADN degradado, una problemática más habitual de lo pensado en la rutina forense que limita fuertemente la investigación de casos.
La identificación humana basada en el análisis de ADN se logra por lectura de más de 20 marcadores (secuencias genéticas) que se ubican en el ADN nuclear. Son heredados por vía paterna y materna, se recombinan y segregan en forma independiente, haciendo que cada individuo posea un perfil genético único. Es decir, cada persona lleva un código propio que lo identifica.
Estos marcadores tienen un tamaño característico que va de 100 a 500 nucleótidos, aproximadamente. Los nucleótidos son la unidad estructural que compone a la molécula de ADN. Siempre y cuando el tejido biológico esté en buenas condiciones y bien preservado, es posible obtener un perfil genético. Por el contrario, podríamos hallarnos frente a una complicación: que el ADN esté degradado.
ADN degradado… ¿qué es eso?
La estructura del ADN se asemeja a la de una cadena, compuesta por la unión lineal y secuencial de monómeros (los nucleótidos). Decimos que la calidad del material genético es óptima cuando la cadena está entera, es decir, no presenta rupturas y, por tanto, conserva su secuencia nucleotídica original. Por el contrario, decimos que el ADN está degradado cuando la cadena sufrió daño estructural, fragmentación. Dicho de otro modo, hablamos de degradación del ADN cuando la cadena está cortada y en distintos sitios.
Y la complicación… ¿cuál es?
Habíamos hablado de lectura de marcadores genéticos que hace posible la identificación humana. Pensemos por un momento la siguiente situación, hagamos de cuenta que un marcador genético es como una palabra, por ejemplo: electrodoméstico.
Escribamos la palabra en 10 tiras de papel diferentes. A 5 de ellas (que contienen la palabra entera) las introducimos directamente en un sobre rotulado “A”. A las restantes 5 tiras, primero las cortamos con tijera en distintos sitios y, luego, introducimos los fragmentos remanentes en un sobre rotulado “B”.
Ahora llamemos a dos personas y a cada una le entregamos un sobre para que nos diga al oído con qué palabra se encontró.
Quien recibió el sobre A podrá, claramente, leer la palabra correcta. Quien recibió el sobre B no sabrá con certeza de qué palabra se trata, dado que tendrá una mezcla de fragmentos de papel con diferentes letras desorganizadas. Es decir, podré leer esa palabra siempre y cuando esté intacta, pero, si sufrió cortes (es decir daño estructural), se complicará la lectura, a tal punto que no sabré de qué palabra se trata exactamente dadas las múltiples combinaciones posibles de letras (Imagen 1).
Así ocurre con las técnicas actuales de biología molecular a la hora de “leer” una secuencia de ADN proveniente de una muestra degradada.
¿Qué factores provocan la degradación del ADN?
Existen numerosos factores y variables que provocan la degradación del ADN. Por mencionar algunos, podemos destacar: bacterias, hongos, enzimas, agentes químicos, temperaturas elevadas, radiación, entre otros.
¿Hay alguna manera de prevenir este proceso de degradación?
Sí. A la hora de tomar una muestra, es imprescindible seleccionar un método de recolección adecuado, para mantener la integridad del material genético presente. Por otro lado, la manera de conservarla y transportarla es otro punto importante. Se debe evitar, por sobre todas las cosas, la humedad, dado que genera desarrollo microbiano. Por ello, las muestras deben remitirse al laboratorio en sobres de papel y, si es necesario, emplear sal como conservante.
¿Cuáles son las muestras de la casuística forense que se asocian con este problema?
Donde más degradación del material genético se observa es en el material cadavérico, por ejemplo, en tejidos blandos descompuestos y fragmentos óseos. Además, en evidencias que han estado expuestas a factores ambientales por largo tiempo, que han sido mal conservadas o ambas. Por sobre todas las cosas, se advierte degradación en el ADN en restos biológicos que derivan de casos extraordinarios como: desastres en masa, atentados y accidentes de aviación.
¿Existe algún patrón característico de degradación?
Exacto. Ante fragmentación del ADN los marcadores más afectados son los de mayor tamaño, lo cual suena lógico. Veamos otro ejemplo, supongamos ahora que el ADN es un tren de carga. Un niño se prepara para arrojarle una pelota de tenis al momento que pasa frente a él, buscando impactar en alguno de sus vagones. La pregunta sería: ¿en qué situación es más probable que el niño logre su cometido, si el tren dispone de un solo vagón o si el tren dispone de 20 vagones? La respuesta es obvia, cuanto más largo el tren, más probable es que la pelota impacte. Lo mismo ocurre con el ADN. Cuanto mayor es el tamaño del fragmento, más susceptible es de recibir impactos de agentes degradantes, mientras que los fragmentos pequeños “escapan” o corren mejor suerte.
La imagen 2 muestra un perfil genético de buena calidad, donde el ADN está intacto, y otro perfil genético obtenido a partir de ADN degradado.
Como se ve, el perfil A es completo, se observan tanto los fragmentos pequeños (ubicados sobre el lateral izquierdo) como los grandes (ubicados sobre el lateral derecho). Por el contrario, el perfil B es parcial, la información genética contenida en fragmentos grandes se ha perdido.
(Tomado de Ginart, Caputo, Corach, Sala, 201811)
¿Cómo dificulta la identificación humana?
Al perderse la información de tantos marcadores genéticos, nos quedaremos sólo con un número escaso de marcadores visibles. Aumenta así la probabilidad de encontrar 2 o más individuos con el mismo perfil (parcial) obtenido.
En casos de filiación, genera que los cálculos estadísticos no alcancen los índices necesarios para arribar a un resultado concluyente, es decir, no podemos ni afirmar ni descartar la existencia de vínculo biológico entre dos o más individuos. Si encima, no hay otros familiares relacionados disponibles para obtener datos genéticos que aporten al vínculo, estos casos quedan sin resolver, afectando la identidad de la persona que intentó realizar el estudio.
En casos forenses, puede generar la imposibilidad de identificar a una víctima o a un sospechoso, siendo este resultado definitorio a la hora de una sentencia en una corte judicial.
Entonces, si el ADN está degradado, ¿es irrecuperable la información genética?
No. Al menos no siempre. Que el ADN presente en la muestra bajo estudio esté degradado no quiere decir que la información genética no esté presente. La información está, pero dispersa, desorganizada. Se asemeja a un rompecabezas. Las piezas están, el desafío es poder reestructurar y reconstruir esa información.
¿Existe alguna alternativa metodológica frente a material genético degradado?
Sí. Como primera instancia se puede solicitar una nueva muestra o rediseñar el protocolo de extracción de ADN. Si el problema persiste se puede modificar el sistema de lectura de estos mismos marcadores (“mini-STRs” o “super primers”).
Una tercera opción consiste en emplear otro tipo de marcadores, más pequeños que los utilizados comúnmente. Por último, recurrir al análisis de ADN mitocondrial es una cuarta opción, pero la información que se obtiene con esta técnica no es suficiente para identificar a un individuo.
Por último, las nuevas tecnologías de secuenciación masiva prometen superar esta problemática, pero al momento, están aún en etapas preliminares de investigación.
GLOSARIO
ADN: ácido desoxirribonucleico.
Marcador genético (forense): secuencia de ADN que se emplea para identificar individuos.
Genotipo: caracterización de alelos para un marcador genético.
Perfil genético: combinación de genotipos para los marcadores genéticos empleados.
Perfil genético completo: perfil genético que exhibe la totalidad de los marcadores genéticos empleados.
Perfil genético parcial: perfil genético que exhibe sólo un número reducido de marcadores genéticos respecto al número total empleado.
Mini-STRs: marcadores genéticos microsatélite de menor tamaño respecto al convencional que permite amplificar material degradado.
Super primers: sistema de lectura de secuencias genéticas que, dado su gran tamaño, permite reconstruir la cadena de ADN de interés (fragmentada).
Dr. Daniel Corach. Profesor asociado a cargo de la Cátedra de Genética Forense; investigador superior Conicet.
Dra. Andrea Sala. Profesora adjunta, Cátedra de Genética Forense; investigadora adjunta Conicet.
Dra. Mariela Caputo. Jefa de trabajos prácticos dedicación simple, Cátedra de Genética Forense; investigadora adjunta Conicet.
Bioq. Santiago Ginart. Ayudante de primera dedicación simple, Cátedra de Genética Forense; becario doctoral Conicet.
Lucía Garrigós Clivares. Estudiante de Bioquímica; ayudante de segunda ad-honorem, Cátedra de Genética Forense.
FICHA TÉCNICA
Servicio de Huellas Digitales Genéticas, Cátedra de Genética Forense, Centro de Referencia en Identificación Genética Humana de la Universidad de Buenos Aires, Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires.
Santiago Ginart es bioquímico por la UBA y becario doctoral del CONICET en el Servicio de Huellas Digitales Genéticas (SHDG) de la Facultad de Farmacia y Bioquímica. Se formó como divulgador en el Curso de Divulgación Científica, FFyB-UBA.
- Ginart, S, Caputo M, Corach D, Sala A. (2018). Technical Note: Human DNA degradationassessment and male DNA detectionbyquantitative-PCR followedbyhigh-resolutionmeltinganalysis. Journal Forensic Science International (en prensa). ↩︎
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