Los incendios devastan comunidades y familias, y dificultan la identificación de las víctimas. Tras el incendio forestal que arrasó hace poco Lahaina (Hawái), las autoridades están recogiendo muestras de ADN de familiares de personas desaparecidas con la esperanza de que ayude a identificar a los fallecidos en el incendio.
Pero ¿cuánto aguanta el ADN en condiciones tan extremas y cuál es la mejor manera de recuperarlo de las víctimas del incendio?
Soy una antropóloga genética dedicada a estudiar el ADN degradado en contextos arqueológicos y forenses. Mi grupo de investigación aplica métodos de análisis forense y de ADN antiguo para optimizar la recuperación del ADN a partir de huesos quemados. Recuperar ADN de restos gravemente quemados para identificar a las víctimas es un reto peculiar.
Análisis forense del ADN
En una investigación forense típica, el ADN se extrae de una muestra –ya sea sangre, trozos de tejido o huesos– recogida en el lugar de la catástrofe o del delito. Este proceso separa químicamente el ADN de otros componentes de las células de la muestra, como las proteínas, y lo purifica.
A continuación, ese ADN se utiliza como molde para el análisis de la reacción en cadena de la polimerasa, una especie de “fotocopiadora” de la biología molecular. Incluso si sólo hay unas pocas células presentes en la muestra, la PCR puede amplificar esas moléculas de ADN generando miles o millones de copias. Esto genera cantidad suficiente de ADN para el posterior análisis.
En medicina forense, la PCR suele dirigirse específicamente a un conjunto de marcadores de ADN altamente repetitivos denominados microsatélites, o repeticiones cortas en tándem. Las fuerzas del orden de todo el mundo utilizan conjuntos específicos de estos marcadores para la identificación de sujetos. Cada persona posee dos alelos únicos –variantes genéticas– para cada uno de estos marcadores, y estos alelos se cargan en la base de datos del Sistema de Índice Combinado de ADN del FBI para identificar coincidencias.
El ADN extraído de los familiares de personas desaparecidas se puede analizar en busca de microsatélites –fragmentos repetidos– y sus perfiles alélicos se cargan en el índice de Familiares de Personas Desaparecidas de la base de datos. Se espera que las víctimas y sus familiares biológicos compartan un porcentaje de alelos para estos marcadores. Por ejemplo, padres e hijos comparten el 50 % de sus alelos, ya que un hijo hereda la mitad de su ADN de cada progenitor.
El reto del ADN degradado
En contextos forenses, el tiempo transcurrido entre la muerte y la toma de muestras de ADN suele ser lo suficientemente corto como para que el ADN se encuentre todavía en bastante buen estado, en cantidad y calidad. Sin embargo, después de una catástrofe la cosa cambia. El tiempo y los elementos pasan factura.
Por un lado, tras la muerte el proceso de descomposición libera enzimas que pueden escindir o dañar el ADN. El entorno también influye: el ADN se degrada a más velocidad en entornos cálidos, húmedos y ácidos; y más despacio en entornos más fríos y secos, especialmente si tienen un pH más neutro o ligeramente básico.
Por otra parte, la conservación del ADN puede variar considerablemente entre los distintos tejidos, huesos y dientes recuperados. Por ejemplo, la identificación del ADN de las víctimas de los atentados del World Trade Center en 2001 tenía más éxito cuando se utilizaban huesos de los pies y las piernas, en comparación con los huesos de la cabeza y el torso.
Los daños en el ADN pueden adoptar distintas formas. Las muescas y roturas en el ADN dificultan su análisis. La modificación química del ADN puede alterar la secuencia original o hacerla ilegible. Esto incluye cambios en los componentes básicos del ADN (nucleótidos). Por ejemplo, la exposición al agua puede provocar una reacción química llamada desaminación que cambia el nucleótido citosina, de forma que al analizarlo parece ser el nucleótido timina. Y la exposición a otras sustancias químicas o a la luz ultravioleta puede provocar la reticulación, que básicamente “ata” el ADN, formando “nudos” que impiden leer la secuencia.
Aplicación de métodos arqueológicos
Los investigadores se encuentran con problemas similares a la hora de manipular material genético degradado cuando analizan el ADN de restos antiguos de miles de años de antigüedad. Los genetistas forenses y los investigadores del ADN antiguo como yo empleamos una serie de trucos para optimizar la recuperación del ADN.
En primer lugar, tendemos a tomar muestras de huesos o dientes densos, ya que son más resistentes al entorno. También utilizamos métodos de extracción de ADN que mejoran la recuperación de fragmentos cortos de ADN.
En segundo lugar, utilizamos la PCR para amplificar marcadores genéticos aún más cortos o secciones del genoma mitocondrial. Las mitocondrias son estructuras dentro de cada célula que producen energía, y cada una tiene su propio ADN. El ADN mitocondrial se transmite de madre a hijo y puede encontrarse en cientos de copias dentro de cada mitocondria, lo que facilita su recuperación y análisis. Sin embargo, el ADN mitocondrial puede no proporcionar información suficiente para la identificación, ya que las personas emparentadas por vía materna, aunque sean muy distantes, comparten la misma secuencia.
Los investigadores también están probando nuevos métodos de análisis habituales en el campo del ADN antiguo con fines forenses. Por ejemplo, hay enzimas especiales que pueden eliminar nucleótidos modificados químicamente para evitar una lectura errónea de la secuencia de ADN. Y también pueden utilizar cebos de ADN para “pescar” secuencias específicas. El método se conoce como enriquecimiento dirigido, y permite recuperar fragmentos muy pequeños que pueden utilizarse para reconstruir la secuencia genética completa.
Análisis del ADN de restos quemados
En el caso de las víctimas de incendios, sobre todo las atrapadas en incendios intensos y prolongados, el análisis de ADN se complica. Las altas temperaturas provocan la ruptura de los enlaces entre moléculas, incluidos los nucleótidos. Esto provoca la fragmentación y, en última instancia, la destrucción del ADN.
Dado que los tejidos duros –huesos y dientes– son a menudo lo único que sobrevive al fuego, los investigadores forenses han estudiado cómo cambian el color y la composición de los huesos con la temperatura. Mi equipo de investigación utilizó esta doble información para clasificar el nivel de quemado al que se habían sometido las muestras de huesos humanos.
Así identificamos que existe un punto significativo de degradación del ADN cuando los huesos alcanzan temperaturas de entre 350 °C y 550 °C. Para hacernos una idea de lo que supone, la cremación comercial alcanza de 760 °C a 871 °C durante entre 30 y 120 minutos.
Nuestro equipo también descubrió que la probabilidad de generar datos de alta calidad de repeticiones cortas en tándem o datos de secuencias de ADN mitocondrial disminuye significativamente a temperaturas superiores a 550 °C.
En resumen, a medida que aumentan la temperatura y el tiempo de exposición, disminuye la cantidad de ADN disponible. Esto da lugar a perfiles de ADN parciales, insuficientes para establecer correspondencias entre una víctima y un familiar con certeza estadística. Incluso puede impedir por completo la obtención de resultados.
Por suerte, las pruebas de ADN no son el único método utilizado para la identificación. Los investigadores combinan el ADN con otras pruebas –como información dental, esquelética y contextual– para identificar a una víctima de forma concluyente. Es de esperar que, en el caso de Lahaina, esta información ayude a poner fin a la dolorosa situación de las familias y los amigos de los fallecidos.