Genética forense, DNA fingerprinting e SNP

Através dos livros de Sherlock Holmes muitas pessoas tiveram seu primeiro contato com as ciências forense e sonharam em seguir carreira como investigadores. Embora não seja o primeiro detetive a aparecer nas histórias de ficção, o personagem de Sir Arthur Conan Doyle é indiscutivelmente o mais conhecido mundialmente. Seu nome está no Guinness Book e um museu foi criado em sua homenagem em Londres, obviamente depois de criarem a rua Baker – famosa Baker Street, endereço de Holmes. Muitas pessoas acreditavam que o famoso detetive inglês, realmente, existiu.

Holmes, utilizava-se de diversos e arrojados métodos de criminalística em plena Inglaterra Vitoriana, quando as ciências forenses ainda eram incipientes. O famoso investigador mostrava-se à frente do seu tempo numa época em que a polícia não considerava manchas de sangue como detalhes relevantes de um crime ou sequer isolava cenas criminais. A criminalística surgiu diante da necessidade de práticas investigativas que impedissem a condenação de inocentes e garantissem que culpados não escapassem de punição. Também chamada de ciências forense, por fazer uso de técnicas de várias áreas científicas, a criminalística tinha como objetivo estabelecer práticas forenses resolutivas e padronizadas para atender tal demanda. Em suas histórias, Sherlock Holmes fez uso de ciências como toxicologia, balística, antropometria, química analítica, entre outros. 

Surgimento da genética forense e do DNA fingerprinting

O genoma dos seres vivos possui regiões com cópias únicas e regiões com sequências repetidas altamente variáveis que geram padrões na forma como o DNA se apresenta. Foi em 1985 que Alec Jeffreys, da Universidade de Leicester no Reino Unido, concebeu a ideia de DNA fingerprinting ou “impressões digitais do DNA”. Descoberta essa que teve um grande impacto na ciência e na sociedade.

Jeffreys notou padrões de repetições de sequências nucleotídicas herdáveis dentro do genoma humano, mas que podiam ter variações de pessoa para pessoa, tornando-se específicas para cada indivíduo. Por consequência, sua descoberta se tornou uma das mais notáveis ferramentas para resolução de crimes, identificação de vítimas de desastres aéreos, para não deixar que inocentes sejam presos erroneamente e para reduzir o número de suspeitos. Jeffreys utilizou marcadores do tipo VNTR (Variable Number of Tandem Repeats – número variável de repetições consecutivas) para identificar indivíduos específicos tanto na área da genética forense como na determinação de parentesco. 

A técnica utilizada por Jeffreys foi de Southern Blot, que usa enzimas de restrição para cortar o DNA em uma região específica. Os fragmentos são separados fazendo-se a eletroforese em gel e os fragmentos são transferidos a uma membrana de nitrocelulose. A hibridização desses fragmentos é feita a sondas específicas marcadas com isótopos radioativos (Figura 2). Essa sonda irá parear com qualquer sequência de DNA complementar a ela. Portanto, se a sequência procurada não estiver presente na amostra não haverá o pareamento.

O primeiro caso do uso do DNA fingerprinting não foi forense, e sim um caso relacionado a um problema de imigração, que impediu que um garoto fosse deportado. A primeira aplicação em casos forenses ocorreu no Reino Unido em 1985, na pequena cidade de Narborough, no condado de Leicester, quando duas garotas foram estupradas, em ocasiões diferentes. Amostras de sêmen foram coletadas das respectivas vítimas e das suas cenas criminais. As autoridades locais forjaram uma campanha de doação de sangue para conseguir amostras e identificar o agressor. Posteriormente, comparando o DNA encontrado nas vítimas com o DNA dos habitantes que foram doar sangue, o estuprador foi identificado. A partir de 1986 a técnica começou a ser utilizada por laboratórios comerciais dos Estados Unidos e pelo FBI – Federal Bureau of Investigation – em 1988, e até agora vem sendo utilizada em laboratórios ligados à elucidação de crimes. 

A Figura 3 mostra uma foto, cedida pelo Instituto de Genética Médica da Alemanha, de um gel multiplex, em que foi usada a técnica de RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism – Polimorfismo no comprimento de fragmentos de restrição) para gerar o DNA fingerprinting de uma grande família alemã, levando em consideração que quanto maior o número de bandas iguais que dois indivíduos compartilham, mais próximos eles são.

A Biologia Molecular Forense é um relevante ramo das ciências forense em franca expansão. Tanto nos Estados Unidos quanto na Europa, polícia e justiça, utilizam ferramentas moleculares para identificar vestígios em cenas de crimes desde o fim dos anos 90 do século passado. No Brasil este serviço, embora incipiente, vem crescendo; e alguns estados da federação já possuem equipamentos e tecnologia para este tipo de análise. 

A análise de DNA evoluiu no sentido de se tornar indispensável como parte da rotina para estudos de casos civis e forenses. Dentre os casos civis, estão os casos de paternidade e prova de óbito. Nos casos forenses destacam-se cenários de crimes (como estupros e assassinatos) e identificação de vítimas de desastres (incêndios, explosões, acidentes aéreos, terremotos, tsunamis, entre outros). 

Polimorfismos em humanos

Variações nas bases nitrogenadas integrantes das mesmas sequências, de uma mesma região – ou sítio – do DNA em cromossomos homólogos e de diferentes indivíduos de mesma espécie, podem caracterizar-se num polimorfismo se a frequência dessas variações for maior que 1% na população, caso contrário esta é chamada de mutação. A análise do DNA permite identificar as variações entre os indivíduos e entre as espécies em suas sequências de DNA. São dois os níveis os quais tais estudos podem ser feitos: 1) em um patamar mais refinado, as técnicas de sequenciamento de DNA que permitem que as variações sejam notadas a cada par de bases. 2) E através do estudo da variação nos sítios identificados pelas enzimas de restrição – este fornece uma visão geral das variações nos pares de bases. 

O genoma humano é portador de diversos tipos de polimorfismos que podem ser utilizados na identificação de indivíduos e estabelecimento de vínculo genético. Os polimorfismos de regiões hipervariáveis do DNA podem ser de 2 tipos: sequência e comprimento. 

• Os polimorfismos de sequência são compostos de diferentes nucleotídeos em uma determinada localização do genoma, como Indels (inserção ou deleção de bases) e SNPs (Single Nucleotide Polymorphism – polimorfismo de base única) .

• Polimorfismos de comprimento são sequências de nucleotídeos que se repetem, dentre eles os VNTRs e os STRs (Short Tandem Repeats – repetições curtas em tandem) ou microssatélites.

Logo, estudar as variações genéticas através, por exemplo, de polimorfismos achados nas sequências de DNA, possibilita-nos entender com mais clareza a diversidade e história das populações humanas. Além de fornecer um sistema de identificação genética de pessoas.

A genética forense e os SNP colocadas á prova

Em 1888, num intervalo de 3 meses, 5 mulheres foram brutalmente assassinadas na zona leste de Londres. A cidade ficou apavorada e, desde então, “esses assassinos” foram apelidados pela imprensa da época como “Jack, o estripador”. Os casos de Jack inspiraram – inspiram – histórias, contos, livros e talvez seja o primeiro serial killer real a ganhar fama mundo afora. Até hoje ninguém sabe quem Jack era, se agia sozinho, se os criminosos eram a mesma pessoa, o que motivou suas ações, ou por que ele parou na quinta vítima.

Os métodos de análise genética forense na época davam os primeiros passos, sequer consideravam manchas de sangue relevantes e foram incapazes de identificar o(s) assassino(s). Até por isso, era incomum a prática de guardar objetos ou pertences relacionados a crimes. Porém, do penúltimo feminicídio restou um xale de seda, encontrado próximo ao corpo de Catherine Eddowes, a vítima. Em 2019, o mundo foi surpreendido com a notícia de que, após mais de 130 anos, o principal suspeito da polícia da época era, de fato, o criminoso. Mas Jack, o estripador, nunca foi preso ou sequer identificado.

Foi através da análise do material extraído de manchas de origem biológica presentes no xale, que a hipótese da polícia da época foi confirmada num trabalho científico publicado na revista Journal of Forensic Sciencies, em 2019, por Jari Louhelainen e David Miller. Assim, o barbeiro de 23 anos e descendente de imigrantes poloneses, Aaron Kosminski, foi confirmado como o Jack do “caso Catherine Eddowes”.

Para confirmar que os resquícios de sangue de Aaron e Catherine estavam no xale, foi conduzida uma análise do mtDNA – DNA mitocondrial – entre as amostras colhidas do xale e amostras de descendentes vivos do suspeito e da vítima. Nucleotídeos de polimorfismo único – SNPs informativos de fenótipos foram usados (a partir das manchas de sêmen presentes no xale) e contribuíram informando algumas características físicas do assassino que correspondiam ao relato de uma testemunha ocular e com a aparência de Aaron. O relato era de um homem de olhos e cabelos castanhos, características incomuns na Inglaterra atual – detalhes ressaltados pelos autores do artigo.

É pouco provável que os resultados deixem os críticos satisfeitos. Importantes detalhes a respeito das variantes genéticas específicas identificadas e comparadas entre as amostras de DNA não estão no artigo. Segundo alegações dos autores, uma lei do Reino Unido – Data Protect Act – os impede de publicar as sequências genéticas dos familiares vivos de Aaron e Catherine. 

Walther Parson, cientista forense do Instituto de Medicina Legal da Universidade de Innsbruck (Áustria) alega que as sequências de DNA mitocondrial não representam risco algum de privacidade e deveriam ter sido incluídas pelos autores no artigo. “Caso contrário, o leitor não pode julgar o resultado. Também de Innsbruck, o especialista em DNA mitocondrial Hansi Weissensteiner, assim como seu colega, criticou o artigo. 

De qualquer modo, não era objetivo confirmar a identidade de Jack e, sim, avaliar o vigente poder tecnológico e gerar novos métodos para se analisar amostras de origem biológica com mais de 100 anos e presentes em quantidades mínimas. Independente disso, por outro lado, esse estudo científico se mostrou como a maior e mais avançada investigação sistemática e molecular já feita tentando identificar o famoso serial killer. E, a despeito das críticas, os resultados são convincentes e impressionam.

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