Indagini forensi: fenotipizzazione del DNA e autopsie virtuali un passo oltre le impronte digitali

La scienza forense è uno degli elementi più affascinanti del sistema di giustizia penale, attraverso l’analisi delle prove fisiche aiuta a dimostrare i casi “oltre ogni ragionevole dubbio”; in termini quotidiani, è l’applicazione di tutte le scienze a questioni di diritto.
Tale applicazione può aiutare gli investigatori a capire come avvengono i modelli di schizzi di sangue (fisica), apprendere la composizione e la fonte di prove come farmaci e materiali in tracce (chimica) o determinare l’identità di un sospetto sconosciuto (biologia).
Il professor Niamh Nic Daéid, direttore del Centro di ricerca di Leverhulme per la scienza forense all’Università di Dundee, commenta:
«La scienza forense aggiunge un chiaro rigore scientifico al processo di prova, è importante nella fase investigativa, aiuta a determinare elementi per le indagini, ad esempio per identificare o escludere un sospetto. Può collegare i casi in cui non ci sono collegamenti evidenti, come la stessa impronta o la stessa arma usata.
È utilizzata anche all’interno dell’aula giudiziaria nella fase di valutazione, sulle osservazioni degli investigatori noi elaboriamo una serie di dati, procedendo con vari test sugli oggetti che ci vengono forniti, quindi diamo un’opinione sulla provenienza di un elemento, ad esempio su come si è verificato uno schema di schizzi di sangue. È una prova circostanziale, il nostro compito è fornire una base scientifica per la nostra opinione. Deve essere robusta e inattaccabile».
Il metodo scientifico è basato sull’evidenza, aggiunge un livello di solidità al processo. I progressi tecnologici hanno contribuito a far progredire il grado in cui gli esperti inviano una probabilità intorno a un’ipotesi.
Michael Thali, professore e presidente dell’Istituto di medicina legale dell’Università di Zurigo e co-fondatore del progetto Virtopsy (autopsia virtuale), afferma:
«La scienza forense usando un metodo basato sull’evidenza, è la scienza dietro la risoluzione dei crimini. È possibile con la tecnologia forense sostenere un’ipotesi correlata all’evidenza. Le nuove tecniche sono sempre al limite».

Spettrometria di massa con cromatografia liquida (LCMS)
L’idea è di essere in grado di utilizzare la tecnologia per guardare i fatti in modo economico, preciso e rapido: in passato con il DNA era necessario un singolo profilo, ora la tecnologia è più sensibile e consente miscele di DNA.
La spettrometria di massa con cromatografia liquida (LCMS) è uno dei molti progressi tecnologici adottati nel mondo della scienza forense. Utilizzato in tossicologia e altrove, separa miscele con più componenti. La spettrometria di massa fornisce identità strutturale dei singoli componenti con elevata specificità molecolare e sensibilità di rilevamento.
Niamh Nic Daéid ha aggiunto:
«Un buon esempio di quest’utilizzo sono le indagini antincendio in cui possiamo ottenere campioni e capire se è stato usato un liquido infiammabile e dove. Il buon grado di sensibilità consente un’identificazione positiva, in alcuni casi, possiamo anche indicare il probabile marchio del prodotto perché sono tutti leggermente diversi. Lo stesso principio si applica agli esplosivi perché i loro residui possono essere esaminati per identificare i residui di perossido».

Fenotipizzazione del DNA
La fenotipizzazione forense del DNA è un altro sviluppo nella scienza forense, dal 2018, nell’UE è ufficialmente regolamentata solo in Slovacchia e nei Paesi Bassi. I test forniscono dati genetici, che possono essere utilizzati per inferire le caratteristiche del fenotipo di un individuo. I dati possono includere età biologica, origini biogeografiche e caratteristiche come capelli, pelle e colore degli occhi.
L’idea come con la spettrometria di massa con cromatografia liquida (LCMS) è quella di mostrare che una sostanza o un elemento era presente sulla scena del crimine ed essere in grado di abbinarlo a qualcosa di specifico, che sia una sostanza o una persona. Il concetto può essere esteso utilizzando fonti di luce alternative.

Spettro di luce ultravioletta (UV)
È utilizzato per identificare sostanze che non sono visibili a occhio nudo, in particolare gli oligoelementi. B Fakiha del Dipartimento di servizi sanitari medici dell’Università Umm Al-Qura in Arabia Saudita, all’inizio del 2019 ha pubblicato un rapporto a sostegno dell’applicazione della luce al di fuori dello spettro visibile. Ha affermato:
«L’uso di fonti di luce alternative per classificare i campioni biologici è preferito perché è semplice, non distruttivo e presuntivo e può essere usato per rilevare una vasta gamma di campioni biologici. È possibile identificare campioni biologici utilizzando la luce forense a causa delle caratteristiche naturali che li rendono distinguibili dall’ambiente circostante: ad esempio, il sangue è identificato con questo metodo a causa delle sue proprietà di assorbimento della luce mentre l’urina, la saliva e lo sperma possono essere identificati a causa del loro effetto di fluorescenza.
Il sangue secco non trattato non ha l’effetto di fluorescenza ma ha un alto assorbimento attraverso una vasta gamma di lunghezze d’onda della luce, essendo in grado di assorbire la luce di lunghezze d’onda tra 300 e 900 nm. È questa una gamma che comprende l’intera lunghezza d’onda della luce, compresa la luce visibile, ultravioletta e infrarossa».

Autopsia virtuale
Le tecnologie summenzionate funzionano per dimostrare che un elemento si trovava sulla scena del crimine, collegato a un individuo o una sostanza; anche la tecnologia che aiuta a mostrare com’è avvenuto un fatto, a sequenziare una scena del crimine o a mostrare che cosa ha determinato le ferite, sta venendo alla ribalta. L’autopsia virtuale ne è un esempio.
Michael Thali, afferma:
«La tecnologia dell’autopsia virtuale analizza un cadavere e la scena del crimine in 3D per fornire una ricostruzione 3D, i cui risultati possono essere archiviati. Fare un’autopsia fisica distrugge tutto ciò che potrebbe essere stato in 3D, quindi l’idea è di fare prima la scansione. Possiamo usare quei dati insieme con altri elementi come il DNA o schizzi di sangue per ricostruire ciò che pensiamo possa essere successo».
Niamh Nic Daéid ha aggiunto:
«L’autopsia virtuale è utilizzata per fornire scansioni TC e/o MRI ad altissima risoluzione per ottenere una rappresentazione 3D di un corpo. Consente inoltre il sequenziamento degli eventi su com’è avvenuta una lesione. I dati possono essere archiviati, significa fare progressi importanti nel guardare alle lesioni in modo retrospettivo; a differenza di un corpo fisico, i risultati di un’autopsia 3D sono sempre disponibili per fornire nuove conoscenze».

Fotografia ad alta velocità
Lavora sulla stessa linea di costruzione di un quadro di eventi e si presta alla balistica scientifica, è una scienza forense specializzata che si occupa di movimento, comportamento, dinamica, movimento angolare ed effetti di proiettili, razzi, missili, bombe ecc.
L’esame di un proiettile trovato su una scena del crimine, ad esempio, può rivelare quale tipo di pistola è stata utilizzata e se la stessa è associata a precedenti crimini. I dettagli balistici sono documentati in un ampio database accessibile dalle forze dell’ordine in tutto il mondo.
Gli scienziati forensi utilizzando l’analisi filmata con telecamere ad alta velocità, misurando la tensione superficiale e gli effetti della gravitazione, possono vedere e documentare la traiettoria di un proiettile, i punti d’impatto e le ferite di uscita. Il metodo può anche essere applicato a scopi militari per determinare l’accuratezza di missili e razzi e persino per registrare il nucleo di un’esplosione nucleare. Tuttavia, questa tecnica fa molto affidamento sulla velocità di esposizione della pellicola alla luce, quindi su brevi ma nitide durate del flash.

Frammenti di vetro
La tecnica consente di identificare i frammenti di vetro più piccoli analizzando gli elementi chimici nella loro struttura, ad esempio, può aiutare a dimostrare che un frammento di vetro trovato sull’abbigliamento corrisponde a quello trovato sulla scena del crimine. I frammenti di vetro rotti, anche i più piccoli possono rivelare molto di ciò che è accaduto sulla scena del crimine.
L’ablazione laser-plasma accoppiato induttivamente-spettrometria di massa, comunemente indicata con la sigla LA-ICP-MS (dall’inglese laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry), è utilizzata per analizzare il vetro e determinare fattori come la forza dell’impatto, la direzione del proiettile che ha rotto il vetro e persino il tipo di arma utilizzata. Lo fa usando un riconoscimento isotopico molto sensibile per scomporre campioni di vetro di qualsiasi dimensione nella loro struttura atomica. Gli investigatori con questa conoscenza sono in grado di abbinare minuscoli pezzi di vetro che potrebbero essere collegati in qualche modo al crimine, trovati su indumenti o altri oggetti.
Niamh Nic Daéid ha detto:
«L’obiettivo è risalire al vetro, ma ciò può richiedere molto tempo, soprattutto perché la maggior parte delle finestre ha un tipo di vetro molto simile, quindi è difficile dire da quale finestra provenga un frammento di vetro».
La tecnologia può aiutare a scoprire la provenienza del vetro, com’è finito in un luogo, sono elementi che possono essere aggiunti in modo significativo al processo di determinazione di ciò che è accaduto e quando sulla scena del crimine.
Tutte queste tecnologie sono molto utili per identificare le sostanze in una scena, collegarle a qualcosa o a qualcun altro e per sostenere un’ipotesi su una sequenza di eventi con fatti scientifici, ad esempio, su come un proiettile viaggia o non viaggia, su come il sangue si diffonde, o su come il vetro si frantuma e si trasferisce.
Niamh Nic Daéid spiega:
«Queste tecnologie possono fornirci informazioni concrete, ma dobbiamo poi accompagnarle con ciò che può essere utile all’indagine. Che cosa significa in realtà il frammento di vetro o lo schizzo di sangue trovati sull’abbigliamento? Possiamo usare quello che sappiamo su come un materiale si trasferisce sui vestiti e su quanto tempo rimane lì per trarre una conclusione su come sia arrivato e quando?».

Digitalizzazione dei dati e intelligenza artificiale
Michael Thali ha detto:
«La sfida e maggiori opportunità per queste tecniche sta nell’essere in grado di prendere dati da una scena del crimine e poi usarli per riferimenti futuri. Si tratta della digitalizzazione e dell’intelligenza artificiale in grado di raccogliere grandi quantità di dati e di trarne conclusioni informate per un uso futuro.
Le nuove tecniche ci forniscono una grande quantità di dati, dobbiamo essere in grado di immagazzinarli e analizzarli e presentare un caso “senza alcun dubbio”. Il tema principale è essere in grado di sfruttare la digitalizzazione per elaborare le grandi quantità di dati che possiamo ottenere da queste tecniche in modo da poter archiviare, analizzare e interrogare quei dati e condividerli quando necessario o pertinente».
Niamh Nic Daéid in conclusione ha detto:
«La creazione di una banca dati è una parte fondamentale di questo sistema, è già in uso nel campo tossicologico; con la spettrometria di massa per cromatografia liquida (LCMS), si tratta di creare una registrazione solida del maggior numero possibile di set di dati che possiamo poi consultare, confrontare e contrassegnare.
Il nocciolo della questione sembra essere la possibilità di sfruttare le nuove tecnologie e di applicarle alla scienza forense in modo accettabile per un tribunale. Essere in grado di farlo in futuro, significa tenere il passo con il mondo più ampio in termini di digitalizzazione e come i dati sono raccolti, memorizzati e analizzati».

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Pino Silvestri

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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