Genética Forense
Desde los años 80, los Tribunales de Justicia de todo el mundo se auxilian del análisis del genoma humano para esclarecer y solventar situaciones judiciales tanto en el ámbito civil como en el criminal. Sir Alec Jeffreys empleó por primera vez el estudio del polimorfismo del genoma humano con fines de identificación forense en 1984 para la resolución de un caso de inmigración.
Con el término de genética forense se entiende el conjunto de técnicas y metodologías basadas en el análisis de la variabilidad genética entre individuos con el fin individualizar la procedencia de fluidos o restos biológicos depositados en lugares relacionados con la comisión de un delito o en el cuerpo de las víctimas.
El hecho de utilizar el análisis de ADN para identificar a una persona sigue un razonamiento sencillo. Cada ser humano es diferente; dos personas pueden ser más o menos parecidas, sobre todo entre familiares cercanos, pero nunca son idénticos, ni siquiera en el caso de los gemelos univitelinos. Esta diferenciación entre las personas se debe a que existen millones de combinaciones posibles de ADN entre un óvulo y un espermatozoide, debido a la recombinación genética que se produce en la meiosis. Pero a pesar de ello, los genes de todos los seres humanos son poco variables y constituyen un gran porcentaje de la información contenida en la molécula de ADN; la información restante, incluye fragmentos de material genético que presentan un cierto grado de variabilidad entre los individuos, en consecuencia: “todos los seres humanos tenemos sectores del ADN en común y otros que no lo son”.
Las regiones del ADN que son variables en la población se les denomina regiones polimórficas o polimorfismos. El término, polimorfismo, expresa la variabilidad que existe dentro de un fragmento de ADN, es decir, las diferente "expresiones" de ese fragmento, los distintos alelos que hay en un locus. Como regla general cuantos más alelos haya, mayor polimorfismo, y por tanto mayor poder de identificación. Al analizar un determinado número de regiones polimórficas, la probabilidad de que dos individuos sean genéticamente iguales es prácticamente nula, excepto en los gemelos univitelinos.
La genética forense no surge como tal, sino que evoluciona a partir de otra rama conocida como hemogenética forense que nace a principios del siglo XX, cuando Karl Landsteiner describe el sistema AB0 de los hematíes y Emil von Dungern y Ludwig Hirschfeld descubren su transmisión hereditaria. El objetivo final de esta ciencia era la identificación genética en crímenes y casos de paternidad. Inicialmente, las investigaciones se centraban en el estudio de antígenos eritrocitarios (sistema AB0, Rh, MN) y posteriormente en el análisis del polimorfismo proteico, es decir el análisis de isoenzimas, principalmente proteínas séricas y enzimas eritrocitarias. Con el estudio de dichos polimorfismos proteicos podía incluirse o excluirse una persona como posible sospechoso por poseer una combinación proteica igual o diferente a la del vestigio biológico hallado en el lugar de los hechos. Sin embargo el empleo de este tipo marcadores comportaba tres importantes limitaciones, por un lado, su empleo requería la existencia de una cantidad abundante del fluido biológico objeto de estudio, y por otro, dicho fluido, debía mantenerse lo más íntegro posible y con la mínima afectación achacable a efectos de degradación por acción de la humedad o la proliferación bacteriana, entre otros. Por último, su empleo no era posible con determinados tipos de muestras (pej: pelos y restos óseos).
Pero fue a mediados de siglo cuando gracias al descubrimiento del ADN y de su estructura y al posterior avance en las técnicas de análisis de dicha molécula la hemogenética forense evolucionó considerablemente hasta el punto de que hoy en día la genética forense es una disciplina autónoma y en constante crecimiento. Aunque la ciencia poseía las herramientas necesarias para el estudio del ADN, su aplicación en la resolución de casos judiciales no se produjo hasta 1985.
De manera general, esta sub especialidad de la genética se centra básicamente en tres áreas:
Los marcadores genéticos que se utilizan actualmente son de dos tipos: polimorfismos de secuencia (en inglés, single nucleotide polimorphism-SNP-) y polimorfismos de longitud. Estos últimos son los más utilizados en genética forense, y deben su nombre al hecho de que las distintas variables alélicas de un locus están constituidos por regiones de ADN repetitivo que presentan una gran variabilidad de tamaño entre los distintos individuos de una población. La diferencia en la longitud del fragmento se debe a la variación en el número de veces que se repite en tándem una secuencia de ADN determinada (una repetición en tándem es una secuencia corta de ADN que se repite consecutivamente, en un locus específico). Los polimorfismos de longitud, también son conocidos como polimorfismos de repetición o VNTR (acrónimo inglés: Variable Number of Tandem Repeats: número variable de repeticiones en tándem). Son locus cuyos alelos difieren por tener un número variable de repeticiones en tándem. Un ejemplo de VNTR en humanos es una secuencia de ADN de 17 pb que se repite entre 70 y 450 veces en el genoma. El número total de pares de bases en ese locus puede así variar entre 1190 y 7650. Ventajas de estos polimorfismos:
Atendiendo al tamaño de la unidad de repetición los VNTR se clasifican en VNTR-minisatélites y los VNTR-microsatélites.
Estas regiones hipervariables pertenecen al denominado “ADN no codificante” son regiones no conservadas y por tanto no sujetas a una presión selectiva intensa, originando un gran número de variantes, que son los que denominamos alelos.
El alto polimorfismo de estas regiones le otorgan un gran interés como herramienta de diferenciación entre individuos, y como se ha comentado anteriormente, son las dianas de elección en genética forense.
Siempre que sea posible se realizará el análisis de polimorfismos de este ADN, pues son los que más información nos darán en cuanto a la identidad de la muestra. Se encuentra en el núcleo, y se hereda mitad de la madre y mitad del padre, con excepción del ADN presente en el cromosoma Y masculino, que solo se hereda por línea paterna.
Las características más importantes del ADN nuclear para identificación humana son:
Uno de los fragmentos de ADN nuclear más estudiados es la amelogenina. Se trata de un marcador muy útil porque nos informa sobre el sexo del individuo al que pertenece la muestra.
La amelogenina es un locus localizado en una región homóloga de los cromosomas sexuales. Existe una diferencia de 6 pares de bases entre el tamaño del alelo presente en el cromosoma X y el Y, que se debe a una pequeña deleción en el cromosoma X. El resultado de la amplificación por PCR de este locus en un ADN femenino (XX) será de una única banda (pico), mientras que si el ADN es masculino (XY), el resultado serán dos bandas (picos) de distinto tamaño.
En la actualidad, las distintas casas comerciales han desarrollado kits que incluyen los reactivos para la amplificación simultánea por PCR de 24-25 regiones STR (incluye el gen de la amelogenina). Este tipo de estudios permiten, partiendo de cantidades de ADN de tan solo 100 picogramos, la obtención de perfiles genéticos cuya coincidencia ofrece un poder de discriminación extraordinariamente elevado.
Existen numerosas mitocondrias en cada célula (entre 100 y 700 según el tipo celular, las necesidades metabólicas y el tipo funcional) y varias copias de ADN mitocondrial (ADNmt) en cada mitocondria, es decir, existen mayor cantidad de copias de ADNmt que de ADN nuclear por célula, de forma que hay una sola copia de ADN nuclear en una célula mientras que puede haber miles de copias de ADNmt. Este hecho hace que en muestras forenses muy críticas (con escasa cantidad de ADN o con ADN en mal estado) tenga más éxito el análisis de ADNmt que el de ADN nuclear.
Sin embargo, el ADNmt presenta una peculiaridad, se hereda única e íntegramente de la madre, sin que exista ninguna recombinación con el material del padre. Por este motivo se dice que es un genoma haploide. Se trata de un marcador de linaje, el linaje materno, define la línea materna de una familia y relaciona a los individuos relacionados por línea matrilineal.
La causa de que no exista mezcla con el material del padre es la siguiente: las mitocondrias del espermatozoide se localizan en el cuello (entre la cabeza y la cola), con el fin de aportar la energía que esta célula necesita para mover la cola y desplazarse en busca del óvulo. Al producirse la fecundación solo penetra en la célula femenina la cabeza del espermatozoide (con el ADN nuclear) quedando fuera la cola y el cuello, y con él todas las mitocondrias. Esto hace que el padre no aporte dicho material a su descendencia.
Las características básicas que lo hacen útil en investigación forense y antropológica son:
Estas dos características favorecen las estabilidad ante situaciones adversas y una mayor resistencia que el nuclear.
Pero también tiene desventajas o puntos débiles como:
Este tipo de ADN se utiliza principalmente en los casos siguientes:
El cromosoma Y solo existe en varones y todos los individuos varones emparentados por línea paterna comparten el cromosoma Y (casi en su totalidad) pues se hereda directamente de padres a hijos sin mezclarse con ningún material procedente de la madre. Por tanto, solo es posible identificar linajes paternos mediante el estudio de su cromosoma Y, mientras que no es posible identificar individuos. Respecto a los polimorfismos del cromosoma Y se analizan microsatélites (STRs).
Los principales problemas derivan de las características hereditarias del cromosoma Y:
Existen varios casos especiales en los cuales el análisis de los polimorfismos del cromosoma Y son de gran utilidad:
Algunos laboratorios emplean el análisis exclusivo de cromosoma Y para establecer la relación de paternidad entre un presunto padre y un hijo varón, por ejemplo en situaciones en la que no está disponible el presunto padre pero si lo están el abuelo paterno o un hermano varón del presunto padre (tío paterno). En este tipo de situaciones no esta aconsejado su uso exclusivo, siempre, el análisis de cromosoma Y puede constituir un apoyo o complemento al análisis de marcadores STR autosómico. Se podrían producir falsas inclusiones o falsas exclusiones.
Por ejemplo:
Falsa inclusión: Coincidencia entre el perfil de cromosoma Y del tío y del hijo objeto de la investigación. No necesariamente quiere decir que el padre cuestionado sea el padre biológico, podría serlo el propio tío.
Falsa exclusión: No coincidencia entre el perfil de cromosoma Y del tío y del hijo objeto de la investigación. No necesariamente quiere decir que el padre cuestionado no sea el padre biológico, ya que el tío podría ser hijo de un padre diferente del que es el padre cuestionado, y por tanto poseer un cromosoma Y diferente al del padre cuestionado.
Algunos laboratorios emplean el análisis exclusivo de cromosoma Y para establecer la relación de paternidad entre un presunto padre y un hijo varón, por ejemplo en situaciones en la que no está disponible el presunto padre pero si lo están el abuelo paterno o un hermano varón del presunto padre (tío paterno). En este tipo de situaciones no esta aconsejado su uso exclusivo, siempre, el análisis de cromosoma Y puede constituir un apoyo o complemento al análisis de marcadores STR autosómico. Se podrían producir falsas inclusiones o falsas exclusiones.
Por ejemplo:
Falsa inclusión: Coincidencia entre el perfil de cromosoma Y del tío y del hijo objeto de la investigación. No necesariamente quiere decir que el padre cuestionado sea el padre biológico, podría serlo el propio tío.
Falsa exclusión: No coincidencia entre el perfil de cromosoma Y del tío y del hijo objeto de la investigación. No necesariamente quiere decir que el padre cuestionado no sea el padre biológico, ya que el tío podría ser hijo de un padre diferente del que es el padre cuestionado, y por tanto poseer un cromosoma Y diferente al del padre cuestionado.
Tanto el ADNmt, como los polimorfismos del cromosoma Y, tienen mucho menos poder de discriminación que el ADN nuclear autosómico utilizado habitualmente. Ninguno de estos tipos de ADN identifica individuos, sino líneas familiares maternas y paternas.
En un principio la manera de estudiar dichos marcadores se hizo por medio de la técnica llamada hibridación con sondas o Southern blot.
El tipo de sondas que se utilizan en esta técnica pueden ser de dos tipos:
Las sondas multi y uni-locus presentan una serie de ventajas e inconvenientes según:
Aunque las SLP han sido y son bastante útiles en estudios de paternidad no puede decirse lo mismo de su aplicación a la Criminalística ya que presenta una serie de inconvenientes como son:
El hecho de que se requieran cantidades elevadas de ADN hace que normalmente, con el primer análisis se consume la totalidad de la muestra, con lo que se dificulta un contraste de pruebas o una posterior revisión del caso.
Todas estas limitaciones se superaron tras la aparición de una técnica muy útil, la reacción en cadena de la polimerasa (PCR: Polymerase Chain Reaction). Como se ha expuesto en el apartado referente al "ADN nuclear" existen distintas casas comerciales que han desarrollado kits que incluyen los reactivos para la amplificación simultánea por PCR de 24-25 regiones STR autosomicos o 17 STR ubicados en el cromososma Y . El análisis requiere cantidades ínfimas de ADN (100 picogramos),consiguiéndose un poder de discriminación extraordinariamente elevado.
En una primera fase se deberá aislar la molécula de ADN completa, posteriormente solo estudiaremos ciertas regiones de ella, concretamente las zonas más polimórficas (STR -short tandem repeats-).
La analítica de ADN se realiza en cuatro fases:
Desde siempre el delito ha venido acompañado de la necesidad de investigarlo, de aclararlo, de buscar y de castigar al culpable. Se puede definir criminalística como la ciencia aplicada que estudia científicamente los indicios y las evidencias con el objeto de convertirlos en pruebas para permitir la identificación de las víctimas y de los delincuentes y esclarecer las circunstancias de un presunto delito.
Las muestras con las que se trabaja en criminalística se pueden clasificar en dos tipos:
Los tipos de muestras dubitadas más frecuentemente analizadas por técnicas genético moleculares son: sangre (habitualmente en forma de mancha), semen (lavados vaginales o manchas sobre prendas de la víctima), saliva (colillas de cigarrillo, chicles, sobres y sellos), pelos, uñas, tejidos blandos, restos óseos y dentarios (estos últimos relacionados fundamentalmente con la identificación de cadáveres).
Para la genética forense, son de interés los denominados indicios biológicos que son los que contiene ADN, y por ello se definen como “toda sustancia líquida o sólida que provenga directamente del cuerpo humano o que haya estado en contacto con el mismo, y en cuya superficie o interior pueda haber restos de células”.
Algunos ejemplos de indicios biológicos obtenidos en la escena del crimen son: sangre, semen, pelos, saliva, tejidos blandos, huesos y dientes, orinas, heces, sudor, etc. En cuanto a los indicios no biológicos, algunos ejemplos son: fibras y tejidos, restos de pólvora y material de disparos, restos de tierra, semillas, plantas y hierbas, tinta pintura, madera, material de engrase, etc.
Una vez que se ha estudiado todo lo anterior y se han obtenidos los resultados de ADN de las muestras y se tienen supuestos sospechosos, hay que decidir si el sospechoso es el verdadero autor del crimen o sin embargo se ha inculpado a la persona equivocada. Para ello se definen dos conceptos: Exclusión e inclusión.
En las muestras tomadas del supuesto criminal como en las muestras recogidas en la escena del crimen se han analizado una serie de loci polimórficos, los mismos en los dos casos:
Ejemplo:
Se puede concluir diciendo que hay una probabilidad cercana al 100% de que el sospechoso 1 sea el verdadero autor del crimen, ya que todos los alelos de todos los loci coinciden y se puede afirmar que el sospechoso 2 queda excluido con una certeza del 100% como sospechoso, ya que hay dos de los alelos que no coinciden con los de la víctima.
En este caso, son las bandas del sospechoso 1 las que coinciden con las bandas de la muestra analizada. Se puede descartar por tanto al sospechoso 2 ya que hay algunas bandas que no coinciden con las de la muestra.
En la investigación de la paternidad se parte del presupuesto lógico siguiente: todo el ADN que una persona posee es mitad del padre y mitad de la madre. Para estudiar si alguien es hijo/a biológico de unos padres determinados el procedimiento es sencillo: se selecciona un locus determinado de ADN y se analiza para ver el genotipo del hijo cuestionado. Después se analizan los genotipos del ADN del padre y de la madre.
En esta ocasión también se tienen en cuenta los conceptos de exclusión e inclusión vistos en el apartado anterior.
El análisis de la paternidad se basa en las leyes de la herencia mendeliana. Por tanto si en un hijo encontramos un alelo que no posee el presunto padre, la paternidad queda excluida con seguridad absoluta. Si por el contrario el hijo tiene un alelo que pueda haber heredado de un presunto padre, hay que realizar cálculos estadísticos con el objetivo de calcular cuantas personas, entre la población general, podrían ser padres potenciales por tener ese alelo.
Las inclusiones en los supuestos de paternidad tienen que hacerse igual que los casos de criminalística, usando probabilidades estadísticas que deben ser lo más altas posibles. En todo caso, habría que tratar de conseguir siempre una probabilidad de paternidad (escrita como W) superior al 99,9%. O, si se expresa en índice de paternidad (IP), debe ser superior a 1000; esta cifra de 1000 significa que es mil veces más probable que el señor analizado sea el padre a que lo sea otra persona de esa población. La validez de la inclusión depende del número de loci examinados y de la frecuencia con que el perfil de ADN se encuentre en la población general.
Existen dos reglas fundamentales que determinan dos tipos de exclusiones:
Estadísticamente el hecho de investigar a la madre es menos frecuente, ya que en el momento del nacimiento la madre queda perfectamente identificada. Sin embargo hay excepciones, como confusiones de recién nacidos en hospitales, el abandono de menores tras partos clandestinos, el secuestro infantil y las desapariciones.
La probabilidad de paternidad (W) se calcula mediante la fórmula descrita por Erik Essen-Möller, científico escandinavo que en 1938 desarrolló los aspectos bioestadísticos de las pruebas de paternidad, derivados del teorema de Bayes.
Indica la probabilidad que tiene ese individuo de ser el padre biológico (X), comparado con un hombre al azar de la población (Y). Así, el valor de X depende exclusivamente del resultado de los análisis realizados al trío, y el valor de Y corresponde a la frecuencia en la población del alelo del hijo que obligatoriamente ha recibido del padre. Generalmente se asume que la madre y el presunto padre no están relacionados.
Indica cuantas veces es mayor la probabilidad del presunto padre de ser el padre biológico del hijo con respecto a un hombre tomado al azar.
X = Probabilidad de que el presunto padre sea el padre biológico del hijo/a.
Y = Probabilidad de que lo sea un hombre al azar en la población de referencia.
A la hora de investigar la paternidad, si el supuesto padre ha fallecido y se hace una reclamación de filiación, se presentan diversas estrategias de análisis para responder a la pregunta de filiación:
La identificación de los restos cadavéricos procedentes de los accidentes de tráfico, grandes catástrofes, personas desaparecidas, etc., constituye un tipo de análisis muy solicitado en genética forense.
Cuando se produce la aparición de un cadáver o restos cadavéricos cuya identidad se sospecha pero no se pueda establecer con total seguridad por métodos tradicionales (antropológicos, odontológicos, etc.), se puede recurrir a un estudio genético como complemento o como única vía posible de identificación.
Los cadáveres de los que no haya sospechas sobre quién se trata deben ser igualmente analizados y sus perfiles genéticos deben ser almacenados en una base de datos anónima que permita su comparación con muestras de referencia de personas que tengan familiares desaparecidos.
Como consecuencia de la gran variedad de situaciones con las que nos podemos encontrar, vamos a tratar de ordenar o clasificar los casos que pueden ser resueltos primero en función del tipo de muestra que debemos analizar y segundo en función del tipo de caso.
Atendiendo al estado de conservación de la muestra, los casos más típicos son:
La muerte de un elevado número de personas en un mismo evento puntual es lo que se denomina “gran catástrofe”. El objetivo primordial en éstas es el de “identificar correctamente lo antes posible a las víctimas”. Esto no siempre es fácil, porque las presiones de los medios de comunicación, de los familiares, de las autoridades, inducen a los profesionales a cometer errores.
Desde una perspectiva forense, centrados ya en las víctimas, se pueden clasificar las catástrofes en dos tipos:
Los métodos de identificación de ADN disponibles en una gran catástrofe son:
Muchos de los delitos que quedan sin resolver porque en un momento determinado no hay un sospechoso, pueden ser resueltos, incluso años después de que se hayan cometido, gracias al desarrollo de las bases de datos. Estas pretenden colaborar en la resolución de casos criminales permitiendo la comparación automatizada de perfiles de ADN procedentes de diversas fuentes: indicios no identificados de la escena del crimen, muestras de referencia de sospechosos y muestras de referencia de víctimas. Tras las comparaciones pertinentes, y con un número suficiente de muestras analizadas, se puede comprobar si una persona (imputado o procesado) ha dejado indicios biológicos en más de una escena criminal o sobre más de una víctima. Éste es uno de los medios más eficaces de controlar a los criminales en serie y a delincuentes reincidentes, algo muy típico en casos de violaciones.
Así, se puede encontrar que una serie de violaciones han sido cometidas por la misma persona, porque el ADN del esperma coincide en todos los casos, pese a que aún no se haya podido detener a ningún responsable.
En la práctica y para su uso, las bases de datos de identificación genética permiten la comparación automatizada a gran velocidad de los llamados “perfiles de ADN”. Un perfil genético es un código alfanumérico que define, de manera precisa, el patrón de bandas resultante del análisis mediante amplificación por PCR y posterior detección (electroforesis capilar) del ADN procedente de las muestras analizadas en una investigación.
Las bases de datos de ADN tienen un doble interés, por un lado actúa en el ámbito criminal y por otro en un plano humanitario. En el campo criminal, las bases de datos incluyen por un lado los perfiles de muestas dubitadas "anónimas" que tras la comisión de un delito no son atribuidas a sospechoso o personas implicadas en los hechos investigados. Por otro lado, se incorporan las muestras de personas sospechosas, convictas, sospechosas que hayan sido objeto de investigación en hechos delictivos. Los países que cuentan con bases de datos de ADN legislan y determinan de manera clara, entre otros aspectos, que tipo de delitos son objeto de inclusión en la base de datos, cuales son los fines de la base de datos, cuanto tiempo se mantienen los perfiles en la base de datos, que institución nacional es la responsable de la base de datos, a quien se pueden ceder la información derivada de la base de datos... Las bases de datos cotejan, mediante potentes softwares y de manera permanente, muestras dubitadas y muestras de personas que hayan sido objeto de investigación judicial en determinados delitos. De manera eventual, se producen coincidencias que son investigadas a efectos de ratificarlas como coincidencias reales y no achacables a cuestiones de azar.
Respecto a las bases de datos con interés humanitario, su objetivo principal es llevar a cabo la identificación de cadáveres en distintos contextos, grandes catástrofes, personas desaparecidas, desmembramientos y re asociación de restos cadavéricos..situaciones, en las que las técnicas convencionales de identificación (pej: antropometría, huella dactilar, odontológicas..) fracasan. El principio de estas bases es similar a las descritas anteriormente, en este caso se trabaja con dos índices, por un lado los restos cadavéricos que son objeto de estudio y por otro lado muestras indubitadas de familiares o muestras "antemortem" (pej. cepillos de dientes de la personas desaparecida, biopsias...). El software de comparación, somete a cotejo ambos índices con el fin de establecer coincidencias o compatibilidades familiares.
Existen diferentes softwares para gestionar las bases de datos de ADN con fines de identificación forense y entre todas ellas la de mayor capacidad de aplicación a nivel mundial es el sistema CoDIS (Combined DNA Index System), desarrollado en los EE.UU. por el FBI.
En todos los casos se aprecia un beneficio en la realización de este tipo de bases de datos, desde el punto de vista social se ha planteado la conveniencia de proceder al archivo de estas muestras en determinados individuos con vistas a evitar un daño a la sociedad, concretamente la discusión se ha centrado en los casos criminales, hablando de la necesidad de proceder al archivo de todos los criminales autores de delitos graves, limitándolas en principio al homicidio y a las agresiones sexuales.
Las decisiones han variado según los países, y hasta finales de 2016, según INTERPOL, 69 países contaban con bases de datos de ADN nacionales ( 35,5 M). El número de penrfiles es mayor si se incluyen los incluidos en la base de datos de China (68 M). Las bases de datos de ADN con mayor número de perfiles son la China, junto con la de EEUU.
En España, desde 2007 existe un marco legal que regula el empleo y funcionamiento de la base de datos de ADN con fines de identificación policial, concretamente queda recogido en la Ley Orgánica 10/2007 que regula la base de datos policial sobre identificadores de ADN con fines criminales e identificación de personas desaparecidas en España. El sistema CODIS es el empleado en España y en la actualidad la base de datos de ADN española cuenta con cerca de 500.000 perfiles genéticos, desglosados entre 370.000 perfiles indubitados y 110.000 perfiles genéticos dubitados, entre los que hay 2.400 perfiles procedentes de restos cadavéricos sin identificar.