THE EMERGING FIELD OF MICROBIAL FORENSICS

Forensic science involves the application of science to the investigation of legal and policy matters. A ciência pode não oferecer respostas definitivas em todos os casos, mas muitas vezes desempenha um papel de investigação especial. “A Ciência e a tecnologia são usadas para servir como ‘testemunhas’ independentes em assuntos civis ou criminosos, inteligência e política” (Murchpresentation, 2013). O objetivo da aplicação da lei é a “atribuição” – isto é, determinar quem cometeu a ofensa. Com base na análise de evidências biológicas e outras, a aplicação da lei constrói um caso para atribuição a uma fonte ou fontes específicas.As provas de imputação devem ser sólidas e adequadas para utilização em processos judiciais e para informar a tomada de decisões ao mais alto nível.

a ciência forense microbiana procura produzir conclusões fiáveis rapidamente para proteger a saúde pública e com validade e qualidade suficientes para servir a aplicação da lei e objectivos políticos. Em ciência forense microbiana, a aplicação da lei pode associar-se a cientistas da microbiologia, genética, saúde pública,Agricultura e muitas outras disciplinas para identificar e caracterizar os agentes patogénicos, ou as suas toxinas, implicados em eventos biológicos.

o Dr. Randall Murch apresentou cinco questões importantes para enquadrar a análise forense microbiana:

por que há uma necessidade importante de análise forense microbiana?

Qual é o estado atual da arte?

como é que as provas forenses utilizadas para investigações criminais diferem das investigações epidemiológicas para a saúde pública?

quais são os principais desafios de pesquisa para o campo?

como a ciência básica pode ser usada para resolver os desafios atuais da forense antimicrobiana e como isso pode ajudar em outras áreas, como a saúde pública?Murch explicou que a perícia microbiana nos Estados Unidos começou na década de 1990 com a formação da unidade de Resposta de Materiais Perigosos(HMRU) do Federal Bureau of Investigation (FBI). A unidade foi criada para apoiar investigações suspeitas ou conhecidas de bioterrorismo, fornecendo pistas investigativas e apoiando processos ou exonerações com evidências científicas. A unidade do FBI inicialmente se baseou em Ciências legadas sendo desenvolvidas ou executadas por cientistas de laboratórios nacionais e universidades nos Estados Unidos e empregou princípios e práticas de ciência forense para tentar produzir evidências que seriam admissíveis em tribunal de acordo com os requisitos e padrões legais dos EUA. O FBI tambémreconheceu a importância de colaborar com a comunidade de saúde pública.Na época dos preparativos para os Jogos Olímpicos de verão de 1996 em Atlanta, uma colaboração com os Centros de controle e prevenção de doenças dos EUA (CDC)foi estabelecida que ainda está em curso. O CDC fornece, por exemplo, materiais de formação sobre epidemiologia forense.2

embora a ciência forense microbiana incorpore a investigação fundamental para o desenvolvimento de técnicas ou metodologias, as questões colocadas, os processos envolvidos,as expectativas e os resultados procurados podem ser diferentes ou mais exigentes do que para a investigação básica. A ciência em ciência forense microbiana, como todas as ciências, deve (1) ser devidamente validada e aceite pelos pares e intervenientes (científicos, legais, políticos) Antes de ser utilizada, mas deve também (2) demonstrar que a informação gerada pode responder a questões científicas e jurídicas fundamentais. Microbial forensics empresta, transições e desenvolve a ciência a partir de disciplinas relacionadas para seus próprios propósitos. Enfrentar estes desafios aumentará o valor da ciência forense microbiana, proporcionando “saltos” em valor, confiança e oportunidade para a tomada de decisões críticas e avançará outras disciplinas relacionadas.

Em caso de suspeita de ataque biológico, os líderes teriam dúvidas sobre a identidade e origem da ameaça biológica que a inteligência,a saúde pública, a aplicação da lei e a ciência forense devem tentar responder (ver Caixa 1-2A). Os líderes políticos querem respostas correctas-e rapidamente-para que possam agir apropriadamente. A ciência forense pode ajudar a responder a estas perguntas, e é essencial que as respostas sejam fiáveis. Ao mesmo tempo, os responsáveis políticos devem avaliar não só se a informação é objectivamente credível e defensável, mas também se será aceite por públicos-chave.Esta pode ser uma questão importante a nível nacional, mas torna-se uma consideraçãomuito maior quando se trata de Relações Internacionais, segurança e questões de terrorismo (ver secção seguinte). Tanto as “elites” como os “públicos” podem rejeitar a informação devido à desconfiança da fonte e de outros factores emotivos. Ao utilizar os resultados da ciência, os decisores políticos (e os negociadores internacionais) devem tomar estes factores em consideração, também, e não apenas a ciência objectiva. Está além do escopo deste relatório examinar esses fatores políticos em qualquer detalhe, mas eles devem ser levados em consideração no desenvolvimento e aplicação de capacidades forenses microbianas.

 ícone da caixa

caixa 1-2

perguntas forense pode ajudar a responder. O que é ou foi? Quem o fez?

no entanto, um conjunto um pouco variado de questões poderia surgir a partir doinvestigativo/legal e inteligência/perspectivas políticas, conforme listado na caixa 1-2B. Estes partidos terão as mesmas questões que os líderes nacionais, mas também podem ter muitas questões adicionais, particularmente no que se refere à exactidão, fiabilidade,validade, credibilidade e defensibilidade das provas científicas. Podem igualmente ter informações sobre a probabilidade de serem aceites provas e sobre as formas como os diferentes intervenientes podem tentar manipular a informação por razões políticas. Os forenses podem contribuir para as respostas, mas a evidência é claramente do tipo “arma fumegante”. Embora existam quadros jurídicos para a obtenção de provas, estão a ser desenvolvidos quadros políticos.Nos Estados Unidos, as provas de um processo penal devem estar em conformidade com as normas de prova do sistema de Justiça Penal, a fim de serem admitidas em processos judiciais, e as normas devem ser cumpridas em todas as fases da investigação. As pistas de investigação,por exemplo, devem basear-se em provas validadas e verificáveis, a fim de permitir às autoridades recolher mais provas e/ou obrigar as partes suspeitas a cooperar de diversas formas.Nos Estados Unidos e em muitos outros países, o “padrão de prova de um julgamento criminal é “sem dúvida razoável”, o que significa que a evidência global deve ser tão forte que não há nenhuma dúvida razoável de que o réu cometeu o crime.”3 dúvida razoável, naturalmente, depende da avaliação dos jurados (ou dos decisores políticos) de todas as provas apresentadas durante um julgamento.

Murch definido científico “atribuição” como a atribuição de asample de questionou origem a uma fonte, ou fontes, de origem conhecida, para thehighest possível grau de certeza científica—enquanto excludingorigination a partir de outras fontes (Murch, 2010). Exemplos ideais são análises de impressões digitais e DNA,que podem fornecer um alto grau de certeza científica de que a evidência camefrom uma fonte para a exclusão de todos os outros. No entanto,de acordo com Murch, a perícia microbiana ainda não pode afirmar que o grau de certeza e em muitas causas pode nunca atingir tal especificidade. Além disso, o padrão paraatribuição exigida no tribunal pode ser diferente do padrão exigido paradirecionar uma decisão política.

o processo de investigação forense começa com a coleta de informações e informações para estabelecer uma base e justificar uma investigação. Essa coleta de informações initial é seguida por uma investigação multidisciplinar e multisource orientada pelo tempo para buscar um processo de eliminação de regras. A investigação da cena do Crime inclui a identificação de provas, a recolha, a preservação e o transporte, bem como um teste útil, que procura provar que: a) a amostra é provavelmente uma determinada substância ou b) A amostra não é definitivamente uma determinada substância. Análises laboratoriais fornecem uma caracterização mais profunda e comparação de fontes questionadas e amostras de fontes conhecidas. Ao longo de todo o processo, os investigadores devem contextualizar as interpretações das análises e das conclusões, transferindo-as para satisfazer as necessidades tanto dos utilizadores em tempo real como dos utilizadores finais. Murch, um ex-funcionário do FBI, afirmou queinvestigadores também devem fornecer interpretações alternativas de análises.Ao longo da investigação, a forense está ajudando na construção e formadecisões e ações. O processo é iterativo, ajuda a enfrentar o ônus da prova, faz parte da construção em direção à acusação e apóia a exoneração.Finalmente, todas as evidências e informações geradas são canalizadas paracomunicação e tomada de decisão. Os resultados, as conclusões e as explicações sobre um evento, bem como as explicações alternativas, devem ser facultados aos sistemas de decisão jurídica e política e a outros intervenientes.

a Ciência desempenha um papel em todas as fases de uma investigação forense, não só no estabelecimento da culpa ou da inocência. Por exemplo, a ciência ajuda a gerenciar leads, e o fez repetidamente durante a investigação do caso das cartas 2001anthrax. Em última análise, os investigadores ponderarão as provas orenenses combinadas para excluir ou atribuir a uma fonte (figura 1-2) para apoiar uma constatação de culpa ou deinocência.

figura 1-2. O continuum forense representa a avaliação e análise de uma amostra microbiana para determinar o seu valor de exclusão ou atribuição.

figura 1-2

o continuum forense representa a avaliação e análise de uma amostra microbiana para determinar a sua exclusão ou atribuição. Estes resultados serão integrados com outras provas e informações para determinar a inocência ou a culpa. Fonte: Budowle (more…)

dado que a informação gerada pelos métodos forenses deve ser utilizada pela aplicação da lei em litígios, os objectivos destes métodos diferem dos da investigação tradicional. Para além da precisão, fiabilidade, e capacidade de resposta exigida na investigação tradicional, as metodologias forenses estão sujeitas a outros requisitos rigorosos. Existem requisitos de admissibilidade para” nova ciência ” no processo legal dos EUA, e requisitos similares estão sendo desenvolvidos para o processo político.

O ideal de ciência forense metodologia que fosse capaz de incorporar os objetivos listados caixa de entrada 1-3A. Achievingthese metas ajudaria a garantir que as amostras são coletadas e handledappropriately para preservar o destino de provas, bem como possível; analysesand comparações de origem (K) e questionou-fonte (Q) amostras areperformed aplicável, a discriminação e a resolução, análises arereliable e repetitivo, com uma clara definição das taxas de erro ou definedlimitations; e o processo produz interpretáveis, os probatório resultados thatcan ser comunicada e suporte. O sistema de Ciências Forenses ideal compreenderia os elementos da caixa 1-3B e permitiria a concentração de métodos científicos,ferramentas, equipamento, infra-estruturas e pessoal adequados para satisfazer as necessidades do substituto e das partes interessadas. Tal sistema ajudaria a assegurar que o controlo de qualidade e a garantia da qualidade possam ser mantidos através das fases de Avaliação e análise de campo, recolha e preservação de provas, análise de laboratório caracterizaria uma amostra desconhecida ou questionada e/ou compará-la com um exemplo de uma fonte, interpretação e conclusões conhecidas, e comunicação e comunicação.

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BOX 1-3

Forensic Science Methods and System Elements. Recolha e preservação sólidas de provas exploração relevante das amostras

os fundadores da HMRU reconheceram que a construção de uma disciplina forense microbiana exigiria a agregação de uma vasta gama de disciplinas (ex.,epidemiologia, genômica,4metagenomics,5e outros “ômicas” disciplinas, bioestatística e populationgenetics,6analytical química e bioquímica, microscopia, bacteriologia, micologia,virologia, medicina clínica, das doenças infecciosas, medicina veterinária,patologia de plantas, ciência dos alimentos, ecologia, ciência de materiais, processengineering, ciências físicas, e de bioinformática e computationalscience). Murch enfatizou que muitas dessas disciplinas também são fundamentais para a saúde pública e ciência médica. Tal como acima referido, a necessidade de uma forte colaboração da União e dinâmica entre a aplicação da lei e a saúde pública para investigar possíveis bioacontactos desde o início do evento para o evento mais importante foi reconhecida no início do desenvolvimento da ciência forense microbiana.A saúde pública, a medicina das doenças infecciosas e as investigações de aplicação da lei têm de determinar se um acontecimento é deliberado,acidental ou natural. Mais importante ainda, cada um pode mobilizar os recursos do outro para atingir os mesmos objectivos iniciais. A principal diferença entre as duas abordagens é que o objetivo da investigação de saúde pública é gerir a resposta de saúde pública e proteger a saúde e segurança do público, enquanto a aplicação da lei é proporcionar segurança e segurança através da apreensão e condenação daqueles que cometeram o ataque.

Microbial forensics procura responder a estas perguntas:

Qual é o agente de ameaça? Normalmente, o estabelecimento destas medidas não foi difícil, embora possa não ocorrer num período de tempo óptimo.É probatório ou relevante? Estabelecer certezas aqui é mais difícil. Os cientistas podem estar trabalhando com tracequantidades, por exemplo, ou a análise pode exigir uma compreensão do contexto da amostra para entender a fonte.

ele pode ser vinculado a uma fonte? Estabelecer issodemanda a compreensão do poder dos métodos usados para discriminar ecaracterizar com limites de confiança aceitáveis.

Qual é o significado e o peso da conclusão?

O objetivo do microbiana forense do processo é a utilização microbiana análises de outras provas para corrigir um questionada origem a uma posição em um continuum thatranges de “não poderia ter se originado a partir de”para “consistent7 ter surgido a partir de” para”absolutamente surgiu a partir de” um knownsource. Mais uma vez, a identificação é mais simples do que a atribuição. A exclusão, associação e atribuição dependem de vários fatores-chave, com maior valor e peso dado à atribuição derivada Quando Mais fontes possíveis podem ser eliminadas. A incerteza e a confiança devem ser expressas, quer qualitativamente quer quantitativamente.

a magnitude do espaço de trabalho forense microbiano é vasta. Ao contrário das situações em que um ser humano é uma fonte das evidências biológicas (uma espécie, dois dominadores), a ciência forense microbiana trata de inúmeros organismos, incluindo vírus, bactérias, fungos, parasitas, e as toxinas alguns destes produtos do organismo. Os vectores através dos quais as doenças infecciosas se propagam e os seus reservatórios em que residem podem também ser importantes. Os agentes biológicos não se limitam àqueles que aparecem nas” listas de ameaças”desenvolvidas por vários países (por exemplo, as categorias” A, B E C ” do CDC de agentes de bioterrorismo).8 nem os humanos são o único alvo possível—plantas e animais agrícolas também podem ser.Além disso, agentes de ameaça podem ser Bioengenharia, e uma série de infecciososagentes podem ser mal utilizados com base nos motivos, meios, recursos eobjetivos do perpetrador.

como Murch observou, à luz de tudo isso, devemos nos perguntar se as técnicas forênicas de que precisamos para enfrentar essa gama diversificada de ameaças potenciaisbiológicas estão em vigor hoje e se eles podem atender às expectativas de todos os níveis de partes interessadas?

muito do trabalho da forense microbiana hoje é baseado em estudobiodiversidade,filogenética,9 filogeografia, 10 genômica e desenvolvimento de métodos com maior sensibilidade de detecção e nível de detalhe, metodologias de extração e estratégias de coleta. A ciência está se movendo em direção a um débito mais rápido, inteligentemente Informática,11 e outros métodos. Os Estados Unidos e alguns outros países investiram fortemente na sequênciados genomas (12)—seguindo diferentes métodos e tecnologias, incluindo o desenvolvimento de unidades compactas de bancada—e da Bioinformática.

Microbiana forense também investiga se um agente tem sido geneticallymanipulated ou tratados quimicamente para torná-lo mais virulenta ou dispersíveis em orto máscara suas características. O agente pode ter sido manuseado de forma grosseira ou com uma grande sofisticação. Análise de elementos de processamento, tais como métodos ofgrowth, separação, lavagem, secagem, moagem, e o uso de aditivos canhelp mais caracterizam o processo de produção e fonte de um biologicalmaterial e, normalmente, são determinadas por meio de física e química analysesthat pode empregar instrumentação, tais como a espectrometria de massa.13

provas forenses tradicionais (por exemplo, impressões digitais, vestígios,digitais, materiais) também é uma parte importante da atribuição que não deve ser assinalada. A ciência forense microbiana exige que os investigadores científicos se safelem e abordem adequadamente as provas clássicas probatórias, ao mesmo tempo que estudam o agente biológico como prova.

existem muitos cenários de eventos para os quais estamos mal preparados para responder de forma eficaz ou investigar usando ciência forense microbiana. Estes incluemintroduzindo uma “nova cepa” altamente agressiva de influenzavírus durante a temporada de gripe, vários cenários introduzindo ameaças biológicasem populações ou culturas de animais agrícolas, e ataques empregandopatógenos que foram projetados para sugerir que eles se originam de uma fonte diferente da fonte real. Se um perpetrador usa a natureza para sua vantagem, alguns casos podem nunca ser resolvidos.

em alguns casos, a ciência forense e a forense microbiana podem fazer contribuições limitadas por uma variedade de razões. O futuro da microbialforensics está em colmatar as lacunas que diminuem a capacidade. Por exemplo, Murch identificou necessidades de melhor Bioinformática, sequenciamento mais rápido do throughputgene e um maior foco em biosurveillance, endemismo,metagenômica, proteômica,14 e os outros “omics.”

a próxima seção aborda os desafios adicionais para a perícia microbiana em um ambiente internacional onde mais de um país está envolvido.

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