Cuando un equipo de investigadores dirigido por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) desarrolló un nuevo método de identificación biológica que explota la información codificada en proteínas, pensaron que podría tener múltiples aplicaciones.

Casi dos años después, resultaron tener razón.

En septiembre de 2016, Los científicos del LLNL anunciaron que habían desarrollado un Manera validada estadísticamente de utilizar marcadores de proteínas del cabello humano para identificar a las personas y vincular a las personas con la evidencia.

Ahora han encontrado una segunda forma de utilizar marcadores de proteínas de tejido humano para la identificación, esta vez de huesos. Su trabajo se describe en un artículo publicado en línea por Ciencia forense internacional , una revista con sede en Ámsterdam.

"Uno de los aspectos más interesantes de esta investigación es que busca proporcionar una metodología objetiva completamente nueva para la identificación humana, "dijo el químico de LLNL Brad Hart, el director del Centro de Ciencias Forenses de LLNL y coautor del artículo.

"Es fundamental que la comunidad científica forense amplíe el conjunto de herramientas objetivas disponibles que permitan que los resultados forenses se expresen con rigor estadístico. La expansión del enfoque proteómico para incluir tejido óseo promete un mayor potencial para determinar la identidad de los restos recuperados de entornos desafiantes y circunstancias."

La nueva tecnología de marcadores de proteínas aborda un informe del Consejo Nacional de Investigación de 2009 sobre ciencia forense que detalla las debilidades de muchos enfoques actuales e informa una necesidad urgente de nuevos métodos forenses basados ​​en la ciencia.

Los investigadores de Livermore ven el avance del marcador de proteínas como una herramienta adicional para la comunidad científica forense y un complemento del ADN. que es el estándar de oro para la identificación humana, pero frágil en varios sentidos.

"El uso de marcadores de proteínas del cabello humano y ahora los huesos puede complementar las técnicas existentes basadas en el ADN, ", dijo el químico del laboratorio y coautor del artículo Deon Anex." Puede ser especialmente valioso si el ADN falta o está comprometido ".

Otro miembro del equipo LLNL, bioquímica Katelyn Mason, el autor principal del artículo, señaló:"Este es el primer manuscrito que describe la detección y validación de marcadores de proteínas de huesos humanos. Los resultados muestran que este enfoque puede proporcionar una nueva herramienta poderosa para la ciencia forense".

Además de Hart, Anex y Mason, otros coautores del artículo son Glendon Parker, quien anteriormente trabajó en Livermore y ahora es profesor asociado adjunto en la Universidad de California, Departamento de Toxicología Ambiental de Davis; y Todd Gray, quien está jubilado de la Oficina del Médico Forense de Utah.

En el nuevo estudio, el equipo examinó muestras de costillas de 10 individuos recientemente fallecidos, cinco hombres y cinco mujeres, de ascendencia europeo-estadounidense, encontrando un total de 35 marcadores proteicos diferentes.

Usando sus tamaños de muestra actuales, los investigadores han encontrado suficientes marcadores para proporcionar un patrón único para un individuo que distinguiría a esa persona en rangos de 1 de cada 6 personas a 1 de cada 42, 000 personas.

Aunque en el estudio se utilizaron muestras de costillas, se cree que cualquier tipo de hueso humano podría usarse para identificar personas o relacionarlas con pruebas.

Si bien Hart considera que los marcadores de proteínas del cabello humano son notablemente más valiosos para identificar a las personas o vincularlas con la evidencia, el uso de marcadores de proteínas óseas podría ayudar con la identificación humana en los casos en que no hay otra evidencia.

"Existe una variabilidad genética inherentemente menor en las proteínas presentes en los huesos en comparación con el cabello humano, ", Dijo Hart." Con el fin de identificar a las personas o vincularlas a pruebas, las proteínas del cabello son más valiosas.

"Sin embargo, hay situaciones en las que el tejido óseo puede ser todo lo que está disponible y para esos casos puede que no haya otra forma de identificar los restos humanos ".

Como consecuencia, Una posible aplicación importante para el uso de marcadores de proteínas de huesos humanos podría ser ayudar a determinar la identidad de restos parciales de eventos catastróficos, como accidentes de avión, incendios o los ataques terroristas del 11 de septiembre.

El equipo de investigación de Livermore cree que los marcadores de proteínas de los huesos podrían ser útiles en escalas de tiempo arqueológicas, como 250 años o más, como se ha demostrado con los marcadores de proteínas del cabello humano.

Si bien el ADN nuclear ha sido utilizado por las fuerzas del orden durante más de tres décadas y cuenta con amplias bases de datos, el desarrollo del uso de marcadores de proteínas del cabello y los huesos humanos está todavía en su infancia.

Sin embargo, los investigadores pueden tomar marcadores biológicos observados asociados con la variación genética en las proteínas del cabello y los huesos y correlacionarlos con mutaciones específicas del ADN en los individuos, lo que podría ser útil hasta que se desarrollen bases de datos de marcadores de proteínas.

En la actualidad, la preparación de la muestra, El tiempo de ejecución del instrumento y el período de análisis para el método de identificación de proteínas requieren aproximadamente 2½ días, Anex dijo, señalando que el equipo espera que los costos sean competitivos con otras tecnologías similares.

Las proteínas son largas cadenas moleculares formadas a partir de aminoácidos, los componentes básicos de la vida. El ADN es el patrón o plantilla que usa el cuerpo para producir proteínas.

En la investigación, los marcadores de proteínas utilizados por los científicos han sido variantes en las proteínas resultantes de sustituciones de aminoácidos que se derivan de mutaciones del ADN y se conocen como polimorfismos de un solo aminoácido (SAP).

Usando el proceso desarrollado por LLNL, Las proteínas se extraen primero de una muestra de hueso y se descomponen en cadenas de aminoácidos más cortas. llamados péptidos. Luego, los investigadores utilizan espectrometría de masas cromatográfica líquida para separar, detectar y cuantificar las secuencias de péptidos.

Los resultados se comparan con una base de datos de secuencias de proteínas para identificar los SAP conocidos presentes en la muestra. Dados los datos sobre las frecuencias de cada mutación de ADN correspondiente, los investigadores pueden derivar información de identificación y determinar el origen biogeográfico de la persona que proporcionó una muestra.

Además de desarrollar formas de utilizar marcadores de proteínas del cabello y los huesos para identificar a las personas, Los investigadores de Livermore también están trabajando para demostrar la viabilidad de un tercer uso de marcadores de proteínas:de las células cutáneas desprendidas.

"Los científicos forenses explotan el ADN de la evidencia táctil, como huellas dactilares. Esas huellas digitales también contienen células cutáneas desprendidas que creemos que pueden usarse para identificar a las personas, "Dijo Hart.

El trabajo de los miembros del equipo para evaluar y usar marcadores de proteínas del cabello humano ha recorrido un largo camino desde que anunciaron por primera vez el avance en septiembre de 2016, Hart enfatizó.

Usando sus tamaños de muestra actuales, los investigadores ahora pueden encontrar suficientes marcadores distintivos para proporcionar un patrón único para un individuo que distinguiría a esa persona entre una población de mil millones de personas.

Financiamiento de investigación actual por los $ 200, 000 proviene del programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por Laboratorio de LLNL, que admite alto riesgo, proyectos potencialmente rentables a la vanguardia de la ciencia y la tecnología.