Bilo je poletno jutro, ko je biolog Jose Lopes ležerno pil kavo na verandi domače hiše na Floridi, medtem ko sta na drugi strani hiše dva vlomilca splezala skozi okno in v iskanju vrednih predmetov premetala predale ter si celo odprla pločevinko kokakole.

Tokrat je šlo na srečo le za simulacijo vloma v sklopu ene izmed prvih raziskav, ki so pokazale, da bi si lahko pri odkrivanju zločincev pomagali tudi z analizo mikrobiote. Človekovo mikrobioto sestavlja skupnost simbiontskih in patogenih mikroorganizmov, ki je unikatna za vsakega posameznika.

Uporaba mikrobiote pri preiskovanju vlomov

Po simulaciji vloma so Lopesovo hišo preplavili forenziki, ki so analizirali mesto “zločina” in iz vzorcev izolirali DNK mikroorganizmov. Nato so odvzeli vzorce vseh oseb, živečih v hiši, na podlagi katerih so identificirali “mikrobne podpise”, ki so kombinacija različnih mikrobnih vrst in so specifične za vsakega posameznika. Ko so iz analize izločili mikrobne podpise, pripadajoče stanujočim v hiši, jim je ostal le mikrobni podpis, ki je bil last vlomilcev.

Mikrobiolog Jack Gilbert, ki je analiziral mikrobne podpise, je primerjal mikrobna podpisa obeh vlomilcev s podatki o mikrobnih podpisih nekaj tisoč ljudi in med drugim tudi pravilno ugotovil, da eden izmed vlomilcev spije vsaj 10 alkoholnih pijač tedensko in da drugi uporablja zdravila za zdravljenje migrene.

Vsak posameznik nosi svoj lastni mikrobni podpis

Projekt Humani mikrobiom je študija, ki poteka od leta 2007 dalje pod vodstvom ameriških Nacionalnih inštitutov za zdravje (angl. National Institutes of Health, NIH). Namen projekta je izboljšati razumevanje mikrobiote človeškega telesa in njenega vpliva na zdravje.

V prvem delu študije je sodelovalo približno 300 prostovoljcev iz ZDA, katerim so na 15-18 mestih telesa odvzeli vzorce in analizirali mikrobioto kože, urogenitalnega trakta, ustne votline ter črevesja. Njihovi rezultati so pokazali, da je za človeško telo značilna velika mikrobna biodiverziteta in da je struktura mikrobiote izbrane osebe na določenem delu telesa (npr. v ustih) bolj podobna mikrobioti druge osebe na enakem delu telesa, kot pa mikrobioti iste osebe, odvzete na drugem mestu telesa (npr. na koži).

Nadaljnje raziskave so pokazale, da se struktura mikrobiote spreminja skozi čas in da je struktura mikrobiote v črevesju ter slini bolj konsistentna kot mikrobiota kože. Na strukturo mikrobiote vpliva tudi prehrana osebe, s kom živijo in s kom se poljubljajo, od kod prihajajo, če imajo hišne ljubljenčke, če so kadilci in kakšno je njihovo zdravstveno stanje.

Katere informacije lahko pridobimo na podlagi mikrobnega podpisa?

Mikrobni podpisi bi lahko bili še posebej uporabni v forenzične namene takrat, ko preiskovalci nimajo na voljo dokazov molekule DNK. Z analizo mikrobiote bi lahko povezali posameznika z mestom zločina, saj je na podlagi mikrobnega podpisa mogoče razbrati spol, starost in življenjski stil posameznika. Mikrobni podpisi so zelo specifični, na podlagi slednjih lahko razločimo celo med enojajčnima dvojčkoma. K specifičnosti mikrobiote posameznika prispeva tudi dejstvo, da je delno determinirana z našim genomom in imunskim sistemom.

Kako se mikrobni podpis prenese z zločinca na mesto zločina?

Z našega telesa se v okolico vsako uro prenese več kot en milijon mikroorganizmov. To je posledica direktnega stika našega telesa z različnimi površinami ter prenosa mikroorganizmov v okolico z dihanjem in govorjenjem ter s prenosom mikroorganizmov s kože, las in obleke. Mikrobni podpis je najmočnejše zaznaven takoj, ko zapustimo nek prostor, lahko pa ga zasledimo celo še nekaj mesecev pozneje.

Jarradu Hampton-Marcellu z Univerze v Illinoisu se je zelo zanimiva zdela ugotovitev, da ima vsak dom svojo mikrobioto, ki je tesno povezana s prisotnostjo ljudi v teh prostorih. Izvedel je študijo, v kateri je dokazal, da se mikrobiota posameznika lahko prenaša na okolico preko osebnih predmetov.

V naslednjem koraku je analiziral mikrobne podpise na simuliranih krajih zločina. Ugotovil je, da na podlagi dokazov, pridobljenih v oropanih domovih, lahko identificirajo posameznike, ki so bili v stiku s površinami v domu, poleg tega pa je možno iz dokazov pridobiti tudi informacije o življenjskem stilu roparja. Na podlagi mikrobnega podpisa je s kar 70 % točnostjo identificiral posameznike, ki so vstopili v dom.

Do rutinske uporabe analiz mikrobiote v forenziki je še dolga pot

Metoda zveni kot nekaj, kar bi pri preiskovanju zločinov uporabili igralci iz TV serije Na kraju zločina. Potrebno je poudariti, da gre za novo področje, ki je še zelo daleč od dejanske uporabe v kriminalistiki. Veliko težavo predstavlja dejstvo, da se mikrobni podpis posameznika lahko spreminja skozi čas. Tako je mikrobni podpis morilca s kraja zločina lahko drugačen od mikrobnega podpisa, ki ga nosi danes, saj se lahko slednji spremeni zaradi selitve v drugo državo ali zaradi uživanja antibiotikov.

Preden bodo analize mikrobnega podpisa prišle v uporabo v forenzične namene, bo potrebno standardizirati postopke analize mikrobiote, kar vključuje odvzem, shranjevanje, obdelavo in interpretacijo vzorcev, potrebne bodo tudi spremembe zakonodaje ter standardnih operativnih postopkov, ki veljajo na področju forenzike.

Literatura

  • Kupferschmindt K., 2016. How your microbiome can put you at the scene of the crime. Science.
  • Clarke T.H. in sodelavci, 2017. Integrating the microbiome as a resource in the forensics toolkit. Forensic Science International: Genetics, 30:141-147.
  • Meadow J.F. in sodelavci, 2015. Humans differ in their personal microbial cloud. PeerJ, 3:e1258.