DNA identificatieonderzoek

Principe van DNA-onderzoek

Het uitgevoerde onderzoek heeft tot doel een hele reeks van DNA-systemen (loci) in het licht te stellen bij elk van de onderzochte personen en/of biologische stalen (bloed, sperma, speeksel, urine, spier …). Elk van deze DNA-systemen vertoont in de populatie een grote variatie, ofwel in lengte (aantal nucleotiden) ofwel in samenstelling (opeenvolging van nucleotiden). Deze variatie is strikt erfelijk en is aanwezig in elke cel van het menselijk lichaam, zodat deze DNA-systemen als een erfelijke merker kunnen gebruikt worden.

De erfelijke variatie van de merkers in de populatie is zo groot, dat de kans dat een zelfde combinatie van merkers bij twee niet-verwante individuen zou voorkomen kleiner is dan 1/1.000.000.000 of minder. De combinatie van de merkers is individu-specifiek en kan gebruikt worden voor de genetische identificatie van een persoon. Het DNA-onderzoek laat ons toe de combinatie van genetische merkers bij personen (slachtoffer, verdachte) te vergelijken met de combinatie die gevonden wordt in biologische sporen zoals bloedvlekken, sperma, haren, speeksel, vingerafdrukken ...

Technische toelichting van DNA-onderzoek

Ons laboratorium heeft geopteerd voor het onderzoek van :

goed gekarakteriseerde DNA-systemen;
die een zeer grote maar strenge erfelijke variatie in de populatie vertonen;
die afkomstig zijn van verschillende chromosomen;
die geen code bevatten voor een eiwit of enzym;
die uitgaande van zeer kleine hoeveelheden DNA in het licht kunnen gesteld worden.

Elke cel bevat 2 strengen nucleair of kern-DNA verdeeld in 22 chromosomen-paren en 2 geslachtschromosomen waarvan de helft overgeërfd is van de moeder en de andere helft van de vader. Naast het kern-DNA bevat elke cel nog 1.000 tot 5.000 strengen mitochondriaal DNA die zich in aparte compartimenten, de mitochondriën of de energiecentrales, van de cel bevinden.

In tegenstelling tot het kern-DNA wordt het mitochondriaal DNA enkel overgeërfd van de moeder. Beide soorten DNA kunnen gebruikt worden voor de genetische identificatie van personen of biologische sporen, terwijl enkel het nucleair DNA kan gebruikt worden voor vaderschapsbepaling.

Elk van de DNA-systemen wordt met behulp van een enzyme (Taq DNA-polymerase) duizenden malen gekopieerd in een proefbuis, zodat een grote hoeveelheid van het oorspronkelijke DNA-segment voor verder onderzoek beschikbaar wordt. Deze techniek wordt de PCR (Polymerase Chain Reaction) techniek genoemd en laat toe uitgaande van minder dan 2ng DNA voldoende DNA te kopiëren voor analyse. Verschillende DNA-systemen afkomstig van het kern-DNA en gekend als STR’s (Short Tandem Repeats) kunnen simultaan worden gekopieerd in één proefbuis zodat er slechts weinig DNA nodig is voor het onderzoek. Na amplificatie worden de verschillende DNA-fragmenten rechtstreeks zichtbaar gemaakt na scheiding volgens lengte (elektroforese) en automatische laserdetectie.

Het mitochondriaal DNA wordt na amplificatie door middel van een enzymatisch proces gekarakteriseerd, waarbij de opeenvolging van de 4 bouwstenen of nucleotiden (A, T, C en G) zichtbaar wordt gemaakt. Hierbij worden 2 sterk variabele segmenten van elk 400 nucleotiden geanalyseerd.

Ons laboratorium maakt gebruik van 16 verschillende STR’s waarvan 8 overlappen met de CODIS DNA-databank (Combined DNA Information System) van de FBI in de V.S.. Daarnaast wordt ook een geslachtsmerker (Amelogenin) geanalyseerd.

De combinatie van deze STR’s geeft een DNA-profiel dat uniek is voor elke persoon. De kans dat 2 niet-verwante personen in de populatie hetzelfde DNA-profiel zouden hebben is kleiner dan 1 op de wereldbevolking. Dit houdt in dat we bijna met 100% zekerheid kunnen vaststellen of een persoon donor is van een biologisch spoor. Hier wordt echter geen rekening gehouden met het feit dat eeneiige tweelingen hetzelfde DNA-profiel hebben en dus allebei in aanmerking komen als donor.

Naast de STR’s maken we ook gebruik van het mitochondriaal DNA voor gerechtelijke identificatie. Specifiek in het geval van uitgevallen haren die teruggevonden worden in bivakmutsen betekent dit een doorbraak.  Deze haren bevatten geen wortel meer waarin het kern-DNA aanwezig is. De haarschacht bevat echter nog voldoende mitochondriaal DNA voor analyse. Het nadeel van het mitochondriaal DNA is dat broers en zusters hetzelfde mitochondriaal DNA hebben overgeërfd van hun gemeenschappelijke moeder. Dit is echter een voordeel in het geval van identificatie van skeletten door vergelijking met het mitochondriaal DNA van een maternele verwante.

Biologisch materiaal voor DNA-onderzoek

Biologische sporen kunnen van verschillende aard zijn en op verschillende ondergronden (katoen, nylon, glas, steen, planten) voorkomen. Het is mogelijk om een DNA-onderzoek uit te voeren op bloed- en spermavlekken op diverse ondergronden, speeksel in sigarettenpeuken, op enveloppen of postzegels, haren (zowel haarwortel als haarschacht), skeletten, vingerafdrukken, celsuspensies op een microscoopglaasje, enz…  Meestal is het bekomen DNA uit deze biologische sporen zeer beperkt zodat enkel met behulp van DNA-amplificatie een DNA-analyse kan uitgevoerd worden. Er bestaat echter geen enkele waarborg dat het weinige DNA dat in sommige biologische sporen aanwezig is, nog voldoende intact zou zijn opdat het zou kunnen geanalyseerd worden.

Stalen genomen van een slachtoffer na verkrachting (bv. een vaginale spoeling of een uitstrijkje) bevatten meestal een combinatie van spermacellen en cellen afkomstig van het slachtoffer (bv. vaginale cellen). Via een technische procedure is het mogelijk de spermacellen te scheiden van de andere cellen en een DNA-profiel te bepalen van zowel slachtoffer als dader.

Identificatie van de donor van het biologisch spoor kan enkel geschieden door vergelijking met het DNA-profiel van de betrokken personen. Het is dan ook absoluut noodzakelijk dat er een referentiestaal van alle betrokken personen (slachtoffer en verdachte personen) ter beschikking wordt gesteld. Een referentiestaal kan zowel bloed, speeksel als uitgetrokken haren zijn. Dit is vastgelegd in de wet van 22 maart 1999 betreffende de identificatieprocedure via DNA-analyse in strafzaken. Een bloedstaal wordt afgenomen door een dokter terwijl de afname van speeksel of haren kan uitgevoerd worden door de politie. Gezien de afname van speeksel pijnloos is, wordt meer en meer gewerkt met speekselstalen. Een collectie-kit voor de afname van speeksel wordt ter beschikking gesteld van de politie door het NICC.

Indien bloed- of speekselname onmogelijk is, bv. wegens overlijden, kan elk weefsel of weefselvocht dat intacte cellen bevat, worden gebruikt voor het onderzoek. De reeds met succes geteste weefsels zijn o.m. haarwortels, huid, spermavlekken, bloedvlekken, spier, organen (nier, lever, hersenen).

Zoals bij biologische sporen is de hoeveelheid DNA in deze stalen zeer beperkt en kan enkel de amplificatietechniek worden toegepast. Gezien deze stalen zich soms in een ver gevorderd stadium van ontbinding bevinden is het absoluut noodzakelijk dat deze gestockeerd worden in een diepvries.

Het belang van preliminaire testen

Elke cel, of het nu bloed, sperma of speeksel is, bevat hetzelfde DNA als het afkomstig is van éénzelfde donor. Het DNA-profiel dat we bekomen voor deze cellen vertelt echter niet of het DNA afkomstig is van bloed, sperma of speeksel. Bijgevolg is het nodig voordat men start met het DNA-onderzoek om een identificatie van het spoor uit te voeren die toelaat te bewijzen dat het inderdaad bloed, speeksel of sperma is. Een tweede aspect van dit onderzoek is het aantonen dat het bloed, speeksel of sperma van humane oorsprong is. Alhoewel het gerechtelijk DNA-onderzoek gericht is op menselijk DNA kan een negatief resultaat (geen DNA-profiel) te wijten zijn aan zowel een dierlijke oorsprong (bv. bloed afkomstig van een kat) of aan de aanwezigheid van een inhiberende stof in de drager waarop het biologisch spoor zich bevond. De techniek van DNA-amplificatie is gebaseerd op een enzymatisch proces en sommige stoffen kunnen deze reactie verhinderen.

Het DNA-onderzoek is dermate geëvolueerd dat slechts een minieme hoeveelheid DNA nodig is voor analyse en dat men zelfs een DNA-profiel kan bepalen van één cel.  Dit heeft tot gevolg dat een minieme contaminatie reeds in het licht kan worden gesteld in het DNA-profiel van het spoor en anderzijds dat het nu mogelijk wordt een DNA-profiel te bepalen van vingersporen die achterblijven op een voorwerp wanneer men dit heeft vastgehouden.  Deze vingersporen zijn meestal pas zichtbaar na behandeling met een dactyloscopisch poeder. Dit zal in eerste instantie toelaten de vingersporen te identificeren en in tweede instantie aangeven of het vingerspoor afkomstig is van één of meerdere personen. Dit vingerspoor kan dan worden vergeleken met de reeds bestaande databanken en zo tot identificatie leiden.  Anderzijds kan het DNA-onderzoek gericht worden op de vingersporen die afkomstig zijn van één individu in plaats van een ‘blind’ DNA-onderzoek waarbij het ganse voorwerp (bv. steel van een hamer) bemonsterd wordt en waarbij dan andere vingersporen worden opgenomen van personen die niet betrokken zijn in het misdrijf. Tevens laat de dactyloscopische identificatie van het vingerspoor toe om te bewijzen dat het DNA-profiel afkomstig is van een vingerspoor en niet van bv. speeksel.

Resultaat van DNA-onderzoek

Het resultaat van het DNA-onderzoek wordt medegedeeld onder de vorm van een tabel waarin de verschillende onderzochte sporen en/of de referentiestalen van slachtoffer en/of verdachte personen worden vermeld, samen met de bekomen DNA-profielen of mitochondriale DNA-sequenties. De profielen bestaan uit een reeks van cijfers voor elk gebruikt DNA-systeem volgens een internationaal erkende nomenclatuur, zodat vergelijking met buitenlandse onderzoeken mogelijk is. De mitochondriale sequenties vertonen de verschillen met een internationaal gebruikte referentiesequentie.

De resultaten worden besproken en een conclusie wordt geformuleerd. Indien er geen overeenkomst is in de profielen dan zijn deze personen met 100% zekerheid uitgesloten als mogelijke donoren van de biologische sporen. Wanneer zij identiek zijn dan wordt aangegeven wat de waarschijnlijkheid is dat een ander persoon in de populatie hetzelfde DNA-profiel heeft. Deze zijn gebaseerd op het voorkomen van de verschillende variaties in een Kaukasische populatie.                                                                                        

Indien in een biologisch spoor meer dan één DNA-profiel in het licht wordt gesteld (bv. bloedvlek van twee personen, namelijk slachtoffer en verdachte) wordt eveneens bepaald welke hypothese (bv. slachtoffer en verdachte, of slachtoffer en onbekend persoon) de meest waarschijnlijke is.

De wet van 22 maart 1999 betreffende de identificatieprocedure via DNA-analyse in strafzaken voorziet in de oprichting van 2 DNA-databanken ('veroordeelden' en 'criminalistiek') die door het NICC worden beheerd. In het Koninklijk Besluit van 17 juli 2013 werden een minimaal aantal DNA-systemen voor deze databanken vastgelegd, nl. TH01, vWA, D21S11, FGA, D8S1179, D3S1358, D18S51, D10S1248, D22S1045, D2S441, D1S1656, D12S391 en de geslachtsmerker amelogenine (European Standard Set [ESS]).

Zeven van de twaalf DNA-systemen (TH01, vWA, D21S11, FGA, D18S51, D8S1179 en D3S1358) zijn ook door Interpol naar voor geschoven als basissysteem voor de DNA-databanken binnen Europa en behoren ook tot de CODIS-loci van de FBI.

Het is ook mogelijk om niet-geïdentificeerde sporen te vergelijken met sporen in andere dossiers om zo eventueel dossiers te identificeren met dezelfde daders.