EL CAMPO EMERGENTE DE LA CIENCIA FORENSE MICROBIANA

La ciencia forense implica la aplicación de la ciencia a la investigación de asuntos legales y políticos. La ciencia puede no ofrecer respuestas definitivas en todos los casos, pero a menudo desempeña un papel de investigación especial. “La ciencia y la tecnología se utilizan para servir como ‘testigos’ independientes en asuntos penales o civiles, inteligencia y política” (Murchpresentation, 2013). El objetivo de la aplicación de la ley es la”atribución”, es decir, determinar quién cometió la ofensa. Sobre la base del análisis de pruebas biológicas y de otro tipo, la aplicación de la ley crea un caso para la atribución a una fuente o fuentes específicas.Las pruebas que respalden la atribución deben ser sólidas y adecuadas para su uso en procedimientos judiciales y para fundamentar la toma de decisiones al más alto nivel.

La ciencia forense microbiana busca producir conclusiones confiables rápidamente para proteger la salud pública y con suficiente validez y calidad para servir a los fines de la aplicación de la ley y las políticas. En la ciencia forense microbiana, la aplicación de la ley puede asociarse con científicos de microbiología, genética,salud pública, agricultura y muchas otras disciplinas para identificar y caracterizar los patógenos, o sus toxinas, implicados en eventos biológicos.

El Dr. Randall Murch hizo cinco preguntas importantes para enmarcar los antecedentes de la ciencia forense microbiana:

¿Por qué hay una necesidad importante de la ciencia forense microbiana?

¿Cuál es el estado actual de la técnica?

¿En qué se diferencian las investigaciones forenses utilizadas para las investigaciones criminales de las investigaciones epidemiológicas para la salud pública?

¿Cuáles son los principales desafíos de investigación para el campo?

¿Cómo se puede utilizar la ciencia básica para resolver los desafíos actuales de la ciencia forense empírica y cómo podría ayudar esto en otras áreas, como la salud pública?

Murch explicó que la medicina forense microbiana en los Estados Unidos comenzó en la década de 1990 con la formación de la Unidad de Respuesta de Materiales Peligrosos(HMRU) de la Oficina Federal de Investigaciones (FBI). La Unidad se creó para apoyar investigaciones de bioterrorismo sospechosas o conocidas, proporcionando pistas de investigación y apoyando enjuiciamientos o exoneraciones con pruebas científicas. La unidad del FBI se basó inicialmente en la ciencia heredada desarrollada o realizada por científicos en laboratorios y universidades nacionales de los Estados Unidos y empleó principios y prácticas de ciencia forense para tratar de producir evidencia que pudiera admitirse en la corte de acuerdo con los requisitos y estándares legales de los Estados Unidos. El FBI también reconoció la importancia de colaborar con la comunidad de salud pública.En el momento de los preparativos para los Juegos Olímpicos de Verano de 1996 en Atlanta, se estableció una colaboración con los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC)de los Estados Unidos que aún está en curso. El CDC proporciona, por ejemplo, materiales de capacitación sobre epidemiología forense.2

Aunque la ciencia forense microbiana incorpora la investigación básica para desarrollar técnicas o metodologías, las preguntas, los procesos,las expectativas y los resultados que se buscan pueden ser diferentes o más exigentes que los de la investigación básica. La ciencia forense microbiana, al igual que toda la ciencia, debe (1) ser validada y aceptada adecuadamente por pares y partes interesadas (científicas, legales, de formulación de políticas) antes de ser utilizada, pero también debe (2) demostrar que la información generada puede responder a preguntas clave de investigación y legales. La ciencia forense microbiana toma prestada,hace transiciones y desarrolla la ciencia de disciplinas relacionadas para sus propios fines. Cumplir con estos desafíos aumentará el valor de la ciencia forense microbiana al proporcionar”saltos” en valor, confianza y oportunidad para la toma de decisiones críticas y promoverá otras disciplinas relacionadas.

En caso de sospecha de ataque biológico, los líderes tendrían preguntas sobre la identidad y la fuente de la amenaza biológica que la inteligencia,la salud pública, la aplicación de la ley y los forenses deben tratar de responder (véase el recuadro 1-2A). Los líderes políticos quieren respuestas correctas, y rápidas, para que puedan actuar adecuadamente. La ciencia forense puede ayudar a responder estas preguntas, y es esencial que las respuestas sean confiables. Al mismo tiempo, los responsables políticos deben evaluar no sólo si la información es objetivamente creíble y defendible, sino también si será aceptada por los principales destinatarios.Este puede ser un tema importante a nivel nacional, pero se convierte en una consideración mucho mayor cuando se trata de asuntos de relaciones internacionales, seguridad y terrorismo (ver la siguiente sección). Tanto las “élites” como los “públicos” pueden rechazar la información debido a la desconfianza en la fuente y otros factores emotivos. Al utilizar los resultados de la ciencia, los responsables de la formulación de políticas (y los negociadores internacionales) también deben tener en cuenta estos factores, no solo la ciencia objetiva. En este informe no se puede examinar en detalle estos factores políticos, pero hay que tenerlos en cuenta a la hora de desarrollar y aplicar capacidades forenses microbianas.

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CAJA 1-2

Preguntas Que Los Forenses Pueden Ayudar A Responder. ¿Qué es o era? ¿Quién lo hizo?

Sin embargo, de las perspectivas de investigación/jurídica y de inteligencia/política, que se enumeran en los recuadros 1 a 2B, podría surgir un conjunto de cuestiones algo variado. Estas partes compartirán las mismas preguntas que los líderes nacionales, pero también pueden tener muchas preguntas adicionales, particularmente con respecto a la exactitud, confiabilidad,validez, credibilidad y defendibilidad de la evidencia científica. También pueden disponer de información sobre la probabilidad de que se acepten pruebas y sobre las formas en que diferentes agentes podrían intentar manipular la información por razones políticas. Los forenses pueden contribuir a las respuestas, pero la evidencia es completamente de un tipo claro de “pistola humeante”. Si bien existen marcos jurídicos para la obtención de pruebas, se están elaborando marcos normativos.

En los Estados Unidos, la evidencia en un caso penal debe alinearse con las normas de prueba del sistema de justicia penal para poder ser admitida en procedimientos legales, y las normas deben cumplirse en cada paso de la investigación. Las pistas de investigación, por ejemplo, deben basarse en pruebas validadas y verificables,a fin de que las autoridades puedan reunir más pruebas u obligar a las partes sospechosas a cooperar de diversas maneras.En los Estados Unidos y muchos otros países, el “estándar de prueba en un juicio penal es ‘más allá de una duda razonable’, lo que significa que la evidencia general debe ser tan fuerte que no haya duda razonable de que el acusado cometió el delito.”3 La duda razonable, por supuesto, depende de la evaluación de los jurados (o de los responsables de la formulación de políticas)de todas las pruebas presentadas durante un juicio.

Murch definió la “atribución científica” como la asignación de una muestra de origen cuestionado a una fuente, o fuentes, de origen conocido, con el mayor grado posible de certeza científica, al tiempo que excluía la origen de otras fuentes (Murch, 2010). Los ejemplos ideales son los análisis de huellas dactilares y ADN,que pueden proporcionar un alto grado de certeza científica de que las pruebas proceden de una fuente y excluyen a todas las demás. Sin embargo,de acuerdo con Murch, la ciencia forense microbiana todavía no puede afirmar que el grado de certeza y en muchas casasno puede alcanzar tal especificidad. Además, el estándar de contribución requerido en el tribunal puede ser diferente del estándar requerido para tomar una decisión de política.

El proceso de investigación forense comienza con la recopilación de inteligencia e información para sentar las bases y justificar una investigación. A esta recopilación inicial de información le sigue una investigación multidisciplinaria y de múltiples fuentes,impulsada por el tiempo, para llevar a cabo un proceso de entrada y salida de reglas. La investigación de la escena del crimen incluye la identificación, recolección, preservación y transporte de pruebas, así como pruebas de extracción, que buscan probar que (a) la muestra es probablementeuna sustancia determinada o (b) la muestra definitivamente no es una sustancia determinada. Los análisis de laboratorio proporcionan una caracterización y comparación más profundas de las muestras de origen cuestionadas y conocidas. A lo largo del proceso, los investigadores deben situar las interpretaciones de los análisis y las conclusiones en un contexto, adaptándolas a las necesidades de los usuarios finales y en tiempo real. Murch, un ex funcionario del FBI, declaró que los investigadores también deberían proporcionar interpretaciones alternativas de los análisis.A lo largo de la investigación, los forenses están ayudando a construir y moldear decisiones y acciones. El proceso es iterativo, ayuda a cumplir con la carga de la prueba, es parte de la construcción hacia el enjuiciamiento y apoya la exoneración.Finalmente, toda la evidencia y la información generada se canalizan hacia la comunicación y la toma de decisiones. Se deben proporcionar resultados, conclusiones y explicaciones imparciales sobre un evento, así como explicaciones alternativas, a los sistemas de decisión legal y de políticas y a otras partes interesadas.

La ciencia juega un papel en cada fase de una investigación forense, no solo en el establecimiento de la culpabilidad o inocencia. Por ejemplo, la ciencia ayuda a generar pistas, y lo hizo repetidamente durante la investigación del caso de las cartas de antrax de 2001. En última instancia, los investigadores sopesarán la evidencia forense combinada para excluir o atribuir a una fuente (Figura 1-2) para apoyar un hallazgo de culpabilidad o inocencia.

 FIGURA 1-2. El continuo forense representa la evaluación y el análisis de una muestra microbiana para determinar su valor de exclusión o atribución.

FIGURA 1-2

El continuo forense representa la evaluación y el análisis de una muestra microbiana para determinar su valor de exclusión o atribución. Estos resultados se integrarán con otras pruebas e información para determinar la inocencia o culpabilidad. FUENTE: Budowle (más información…)

Debido a que la información generada por los métodos forenses debe ser utilizada por la fuerza pública en litigios, los objetivos de estos métodos difieren de los de la investigación tradicional. Además de la precisión, fiabilidad y durabilidad exigidas en la investigación tradicional, las metodologías forenses están sujetas a otros requisitos rigurosos. Existen requisitos de admisibilidad para la “nueva ciencia” en el proceso legal de los Estados Unidos, y se están desarrollando requisitos similares para el proceso de políticas.

La metodología de ciencia forense ideal incorporaría los objetivos enumerados en la bandeja de entrada 1 a 3A. El logro de estos objetivos ayudaría a garantizar que las muestras se recojan y manejen adecuadamente para preservar la evidencia objetivo lo mejor posible; los análisis y comparaciones de muestras de fuentes conocidas (K) y de fuentes cuestionadas (Q) se realizan con discriminación y resolución aplicables; los análisis son fiables y repetibles, con tasas de error claramente definidas o limitaciones definidas; y el proceso produce resultados probatorios interpretables que pueden comunicarse y apoyarse. El sistema de ciencia forense ideal comprendería los elementos del recuadro 1-3B y permitiría reunir métodos científicos,herramientas, equipos, infraestructura y personal adecuados para satisfacer las necesidades del solicitante y de las partes interesadas. Un sistema de este tipo ayudaría a garantizar que el control de la calidad y la garantía de la calidad puedan mantenerse a través de las etapas de evaluación y análisis de campo, recopilación y preservación de pruebas, análisis de laboratorio para caracterizar una muestra desconocida o cuestionada y/o compararla con una muestra de una fuente conocida, interpretación y conclusiones, e informes y comunicación.

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CAJA 1-3

Métodos de Ciencia Forense y Elementos del Sistema. Recogida y conservación sólidas de pruebas Explotación relevante de muestras

Los fundadores de la HMRU reconocieron que la construcción de una disciplina forense microbiana requeriría agregar una amplia gama de disciplinas (p. ej., epidemiología, genómica, 4metagenómica, 5y otras disciplinas “omicas”, bioestadística y genética de la población, 6 química analítica y bioquímica, microscopía, bacteriología, micología, virología, medicina clínica para enfermedades infecciosas,veterinaria, fitopatología, ciencia de los alimentos, ecología, ciencia de los materiales, ingeniería de procesos, ciencias físicas y bioinformática y ciencia computacional). Murch enfatizó que muchas de estas disciplinas también son fundamentales para la salud pública y la ciencia médica. Como se señaló anteriormente, la necesidad de una unión fuerte y de una colaboración dinámica entre la policía y la salud pública para investigar posibles bioataques desde el principio del evento hasta el evento posterior se reconoció al principio del desarrollo de la ciencia forense microbiana.Las investigaciones de salud pública, medicina de enfermedades infecciosas y aplicación de la ley deben establecer si un evento es deliberado, accidental o natural. Es importante destacar que cada uno puede aprovechar los recursos del otro para lograr los mismos objetivos iniciales. La principal diferencia entre los dos enfoques es que el objetivo de la investigación de salud pública es gestionar la respuesta de salud pública y proteger la salud y la seguridad del público, mientras que el de las fuerzas de seguridad es proporcionar seguridad y protección al detener y condenar a los que cometieron el ataque.

La ciencia forense microbiana busca responder a estas preguntas:

¿Cuál es el agente de amenaza? Por lo general, establecer esto no ha sido difícil, aunque puede no ocurrir en un plazo óptimo.

Es probatorio o relevante? Establecer la certeza aquí es más difícil. Por ejemplo, los científicos pueden trabajar con cantidades trazadas, o el análisis puede requerir una comprensión de los antecedentes de la muestra para comprender la fuente.

¿Se puede vincular a una fuente? Establecer esto exige comprender el poder de los métodos utilizados para discriminar y caracterizar con límites de confianza aceptables.

¿Cuál es el significado y el peso de la conclusión?

El objetivo del proceso forense microbiano es utilizar análisis microbianos y otras pruebas para fijar una fuente cuestionada a una posición en un continuo que va de “no pudo haberse originado de”a “consistente7 con haberse originado de” a”absolutamente se originó de” una fuente conocida. Una vez más, la identificación es más simple que la atribución. La exclusión, la asociación y la atribución dependen de varios factores clave, y se da más valor y peso a la atribución cuando se pueden eliminar más fuentes posibles. La incertidumbre y la confianza deben declararse, cualitativa o cuantitativamente.

La magnitud del espacio de trabajo forense microbiano es enorme. A diferencia de las situaciones en las que un ser humano es una fuente de evidencia biológica (una especie, dos géneros), la ciencia forense microbiana se ocupa de una miríada de organismos, incluidos virus, bacterias, hongos, parásitos y las toxinas que algunos de estos organismos producen. Los vectores por los que se propagan las enfermedades infecciosas y los depósitos en los que residen también podrían ser importantes. Los agentes biológicos no se limitan a los que aparecen en las “listas de amenazas” elaboradas por varios países (por ejemplo, las categorías de agentes bioterroristas”A, B y C” de los CDC).8 Tampoco son los seres humanos el único blanco posible-las plantas agrícolas y los animales también podrían serlo.Además, los agentes de amenaza pueden ser objeto de bioingeniería, y una serie de agentes infecciosos pueden ser mal utilizados en función de los motivos, medios, recursos y objetivos del perpetrador.

Como señaló Murch, a la luz de todo esto, deberíamos preguntarnos si las técnicas forenses que necesitamos para enfrentar esta diversa gama de amenazas biológicas potenciales están en su lugar hoy en día y si pueden satisfacer las expectativas de todos los niveles de partes interesadas.

Gran parte del trabajo de la ciencia forense microbiana en la actualidad se basa en el estudio de la biodiversidad, la filogenética,la filogeografía 9,la genómica 10 y el desarrollo de métodos con mayor sensibilidad de detección y nivel de detalle, metodologías de extracción y estrategias de recolección. La ciencia se está moviendo hacia un rendimiento más rápido,una bioinformática más inteligente, 11 y otros métodos. Los Estados Unidos y algunos otros países han invertido mucho en secuenciación genómica 12, siguiendo diferentes métodos y tecnologías, incluido el desarrollo de unidades compactas de sobremesa, y en bioinformática.

La ciencia forense microbiana también investiga si un agente ha sido manipulado genéticamente o tratado químicamente para hacerlo más virulento o dispersable o para enmascarar sus características. El agente puede haber sido manejado crudamente o con gran sofisticación. El análisis de los elementos de procesamiento, como los métodos de crecimiento, separación, lavado, secado, molienda y el uso de aditivos, pueden ayudar a caracterizar aún más el proceso de producción y la fuente de un material biológico y generalmente se determinan a través de análisis físicos y químicos que pueden emplear instrumentación como la espectrometría de masas.13

Las pruebas forenses tradicionales (por ejemplo, huellas dactilares, pruebas de rastreo,digitales, materiales) también siguen siendo una parte importante de la atribución que no debe ser objeto de supervisión. La ciencia forense microbiana requiere que los investigadores científicos aborden de forma segura y adecuada la evidencia clásica probatoria al tiempo que estudian el agente biológico como evidencia.

Hay muchos escenarios de eventos para los que no estamos preparados para responder eficazmente o investigar utilizando la ciencia forense microbiana. Estos incluyen la introducción de una “nueva cepa” altamente agresiva de virus de la influenza durante la temporada de gripe, varios escenarios que introducen amenazas biológicas en poblaciones de animales agrícolas o cultivos, y ataques que emplean patógenos que han sido diseñados para sugerir que se originan de una fuente distinta de la fuente real. Si un perpetrador usa la naturaleza en su beneficio, es posible que algunos casos nunca se resuelvan.

En algunos casos, la ciencia forense y la ciencia forense microbiana pueden hacer contribuciones limitadas por una variedad de razones. El futuro de los microbialforénicos radica en salvar las brechas que disminuyen la capacidad. Por ejemplo, Murch identificó las necesidades de una mejor bioinformática, una secuenciación más rápida a través del genoma, y un mayor enfoque en la biovigilancia,el endemismo, la metagenómica,la proteómica, 14 y otras “icsicas”.”

La siguiente sección aborda los desafíos adicionales para la investigación forense microbiana en un entorno internacional en el que participa más de un país.

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