ciencias forenses

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Cómo citar este artículo: Díaz Martín RD, et al. La proteómica como una nueva herramienta en las ciencias forenses. Rev
Esp Med Legal. 2018. https://doi.org/10.1016/j.reml.2018.06.002
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Rev Esp Med Legal. 2018;xxx(xx):xxx---xxx
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REVISTA ESPAÑOLA DE
MEDICINA LEGAL
REVISIÓN
La proteómica como una nueva herramienta en las
ciencias forenses
Rubén Dario Díaz Martín a,b, Zaira Camacho-Martínez a,b,
Javier Rolando Ambrosio Hernándezb y Lorena Valencia-Caballero a,∗
a Departamento de Anfiteatro, Facultad Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México
b Departamento de Microbiología y Parasitología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de
México, México
Recibido el 7 de marzo de 2018; aceptado el 18 de junio de 2018
PALABRAS CLAVE
Proteómica;
Proteínas;
Biomarcadores;
Ciencias forenses
Resumen El uso de nuevas tecnologías como la proteómica permite analizar, identificar y
caracterizar péptidos y proteínas provenientes de diversas matrices biológicas y no biológicas,
de forma eficiente y reproducible. Esto puede facilitar el desarrollo de nuevos biomarcadores
en el área de las ciencias forenses. Los marcadores proteicos son altamente resistentes al paso
del tiempo, condiciones ambientales adversas y proporcionan un amplio panorama del estatus
fisiológico de los sujetos. El uso de marcadores proteicos reduce sustancialmente la contami-
nación de las muestras en comparación con el ADN, al tiempo que aporta datos cuantitativos y
confiables, que se encuentran respaldados por bases de datos para su interpretación. En este
trabajo se hace una revisión de los avances y limitaciones de la proteómica para establecer el
origen de los indicios hallados, la causa de muerte, la presencia de patógenos y enfermedades
condicionantes o la edad biológica al momento del deceso, el intervalo post-mortem o el origen
biogeográfico de un individuo.
© 2018 Asociación Nacional de Médicos Forenses. Publicado por Elsevier España, S.L.U. Todos
los derechos reservados.
KEYWORDS
Proteomics;
Proteins;
Biomarkers;
Forensic sciences
Proteomics as a new tool in forensic sciences
Abstract The use of new technologies, such as proteomics, permits the efficient and repro-
ducible analysis, identification and characterisation of peptides and proteins from different
biological and non-biological matrices. This can help in the development of new biomarkers in
the forensic sciences. Protein markers are highly resistant to the passage of time and adverse
environmental conditions, and could provide a broad overview of the physiological status of
the subjects. The use of protein markers substantially reduces the contamination of samples
∗ Autor para correspondencia.
Correo electrónico: loreval@unam.mx (L. Valencia-Caballero).
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0377-4732/© 2018 Asociación Nacional de Médicos Forenses. Publicado por Elsevier España, S.L.U. Todos los derechos reservados.
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http://www.elsevier.es/mlegal
mailto:loreval@unam.mx
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as compared to DNA, while providing quantitative and highly reliable data that are backed by
databases for their interpretation. This work presents a review of the advances and limitations
of proteomics to establish the origin of the evidence found, the cause of death, the presence
of pathogens and conditional disease, as well as the biological age at death, the post-mortem
interval, or the biogeographic origin of subjects.
© 2018 Asociación Nacional de Médicos Forenses. Published by Elsevier España, S.L.U. All rights
reserved.
Introducción
El desarrollo en la separación, detección e identificación de
péptidos y proteínas por medio de técnicas como: electro-
foresis en una y 2 dimensiones, inmunodetección por medio
de ELISA multiplex, cromatografía de líquidos de alta reso-
lución (HPLC/UHPLC) y espectrometría de masas; sumado a
un eficaz análisis bioinformático que permite la organización
y manejo de grandes cantidades de información han perfi-
lado a la proteómica en una valiosa herramienta en las áreas
de investigación clínica y biotecnológica1,2. Actualmente, la
alta calidad de esta gran cantidad de información ha per-
mitido el desarrollo de nuevas estrategias farmacológicas,
la identificación de patógenos, el descubrimiento de nue-
vas dianas terapéuticas, la optimización de procesos en la
bioindustria y la implementación de técnicas novedosas en la
detección y prevención de enfermedades3---5. La proteómica
como estrategia en la resolución de problemas biológicos
presenta una alta flexibilidad, reproducibilidad por las posi-
bilidades de obtener datos desde una gran variedad de
matrices como tejido, sangre, saliva, semen y cabello, entre
otras6---8. Al mismo tiempo, las técnicas utilizadas para la
obtención y purificación de las proteínas y péptidos son
altamente compatibles con el análisis de trazas de otros ele-
mentos, como: metales pesados, acelerantes o solventes, así
como trazas de explosivos o toxinas, lo cual la convierte una
poderosa herramienta en el contexto forense9,10.
En el área forense buena parte de la información física
que puede ser provista por la evidencia biológica depende
de la cantidad y calidad de la muestra obtenida, y de la
eficiencia en las técnicas para la identificación y análisis
que se emplea por el personal especializado. Desafortuna-
damente, pese al esfuerzo de los peritos y personal forense,
en estos contextos la preservación y abundancia de la evi-
dencia biológica no siempre es óptima, lo cual dificulta el
análisis bioquímico y la obtención de resultados con un alto
valor de la prueba científica en el proceso legal10---13.
Aunque el estándar de oro para la identificación de indi-
viduos en el contexto forense se basa en la amplificación
de fragmentos de ADN, el estudio de las proteínas en el
contexto forense es una nueva y poderosa herramienta que
puede subsanar algunas carencias de las técnicas conven-
cionales, ya que a diferencia de los ácidos nucleicos las
proteínas son moléculas altamente estables a las condi-
ciones físicas y ambientales, y se preservan bien durante
periodos prolongados14,15. Asimismo, la proteómica brinda
información sobre el estatus fisiológico de los individuos,
presencia de patógenos, exposición a sustancias tóxicas e
incluso permite la identificación de especímenes con alto
valor biológico en el contexto forense, como insectos o
plantas16---20.
De tal forma, todas estas características convierten a la
proteómica en una herramienta emergente y con un gran
potencial en las ciencias forenses. A lo largo de esta revisión
se abordarán los avances más relevantes que se han reali-
zado en diversos estudios proteómicos en el área forense, así
como también se indicarán algunas de las limitaciones que
se podrían encontrar al emplear esta estrategia de análisis
demuestras.
La proteómica como una fuente de
información biológica en el contexto forense
La alta especificidad en la detección y análisis proteómico
arroja una gran variedad de información relacionada con
diversos aspectos, como la especie a la cual pertenece una
determinada muestra, el estado de salud de un individuo
o, incluso, mediante bioindicadores es posible llegar a la
determinación de condiciones ambientales1,9,21,22.
El área donde ocurre la investigación forense está cons-
truida de vestigios de eventos relacionados con accidentes,
crímenes, desastres naturales o conflictos armados. Aunque
la naturaleza de estos vestigios es variada, todos ellos se
caracterizan por ser frágiles y lábiles frente a las condicio-
nes ambientales23---25. Existen un sinfín de posibles evidencias
materiales que pueden ser observadas en los procesos
legales, van desde las huellas dactilares hasta los fluidos
corporales, y son una pieza clave en el desarrollo de la
investigación, así como en la reconstrucción de los hechos
ocurridos en el pasado25,26. Buena parte de las evidencias
que se pueden tener para estudiar son de origen biológico
(sangre, fragmentos de piel, fluidos) o no biológico (fibras
textiles o suelos) (fig. 1), las cuales contienen moléculas
proteicas que después de su aislamiento y caracterización
pueden brindar información que va más allá de la identifi-
cación humana o la determinación de la ancestría10.
La detección de marcadores proteicos es clave en la reso-
lución de diversas preguntas que pueden surgir en el área
forense; esta detección y caracterización se hace siguiendo
un flujo de trabajo altamente reproducible (fig. 2). Este ini-
cia con la recolección de la muestra, la cual debe darse en
condiciones óptimas, seguido de la extracción de las proteí-
nas presentes por medio de una estrategia adecuada para
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La proteómica como una nueva herramienta en las ciencias forenses 3
MATRICES DE ORIGEN
FORENSE
Figura 1 Fuentes de información proteica comúnmente halla-
das en el sitio de investigación forense. Las matices de origen
biológico como dientes, plantas, insectos, fluidos biológicos,
tejido óseo o fragmentos de piel contienen en su interior proteí-
nas que pueden brindar información sobre el estatus fisiológico
de los individuos, su origen étnico e incluso su sexo biológico.
Esta información puede ser aislada y analizada por medio de
estrategias proteómicas brindando evidencia en el contexto
forense (imágenes originales).
cada tipo de matriz hallada en el sitio de investigación.
El procedimiento debe permitir la obtención de molécu-
las proteicas en concentración suficiente para su separación
y análisis. Asimismo, estas moléculas aisladas pueden ser
identificadas por medio de espectrometría de masas aco-
plada a cromatografía líquida de alta resolución, la cual con
el análisis de volúmenes tan pequeños (de hasta 10 �l) pro-
porciona un amplio número de datos que son procesados
por medio de herramientas bioinformáticas que permi-
ten filtrar y categorizar la información obtenida para la
identificación de marcadores protéicos de valor en el campo
forense2,17,19,22.
Ya que los indicadores metabólicos de algunos eventos
biológicos permanecen presentes en el cuerpo tras sufrir un
acontecimiento traumático, es posible identificar marcado-
res propios de cada tipo de acontecimiento. Por ejemplo,
por medio de electroforesis por punto isoeléctrico es posi-
ble la diferenciación de sustancias de abuso y dopaje, como
la eritropoyetina recombinante, frente a sus análogos endó-
genos. Esta es una hormona glucoproteica que estimula
la eritropoyesis aumentando el rendimiento de deportistas
profesionales. Durante las pruebas de detección de dopaje
el uso de estrategias proteómicas como la electroforesis
por punto isoeléctrico permite la detección y diferencia-
ción de la proteína recombinante respecto a la endógena de
una forma cuantitativa y precisa, debido a que la proteína
recombinante puede presentar un perfil electroforético par-
ticular, dependiendo de la línea celular en la cual fue
producida y el método de purificación utilizado27.
En este sentido, el consumo de otras sustancias de abuso
más frecuentes deja evidencias metabólicas que pueden ser
rastreadas por medio de análisis proteómicos. Ya sea en el
tejido post-mortem, como se ha reportado para el alcoho-
lismo, durante el cual se modifica el perfil proteico del tejido
nervioso en la corteza cerebral28, o con muestras más fáci-
les de obtener, como el suero, en el cual es posible detectar
modificaciones en los niveles de heptoglobina y tiorredoxina
en los sujetos adictos a la heroína29.
Otro tipo de información biológica crucial en el contexto
forense es la determinación de la edad biológica de los
restos encontrados. Normalmente, la determinación de
estos parámetros se basa en un análisis morfológico llevado
a cabo por un antropólogo u odontólogo forense, lo cual
Figura 2 Flujo de trabajo de la proteómica en el contexto forense. Las proteínas extraídas de una matriz obtenida en el sitio
de investigación forense son aisladas por medio de diferentes técnicas, como electroforesis en una y 2 dimensiones (E1D y E2D
respectivamente). Asimismo, la identificación de estas moléculas puede lograrse por medio de estrategias de inmunodetección como
la inmunoelectrotransferencia (IET), o por medio de identificación de péptidos y proteínas a través de un análisis de espectrometría
de masas (AEM). Todos estos datos en conjunto con un robusto análisis bioinformático permiten obtener información precisa y
altamente reproducible (imágenes originales).
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puede dificultar su cuantificación precisa. El uso de nuevas
estrategias, como el análisis proteómico de restos óseos,
puede brindar un nuevo grupo de biomarcadores para
la estimación de la edad biológica de manera más fiable.
Recientemente se ha demostrado que existe una correlación
entre la abundancia de la fetuina A presente en el tejido
óseo, respecto a la edad biológica de los individuos. Lo
anterior sugiere que este puede ser un nuevo marcador para
la estimación de la edad biológica de restos óseos vincu-
lados con un contexto forense30. Esto brinda herramientas
cuantitativas para la resolución de este tipo de problema y
abre la puerta a nuevas estrategias para la determinación
de la edad de los restos de individuo por medio de técnicas
altamente reproducibles que se encuentran respaldadas
por robustas bases de datos para su interpretación.
El análisis proteómico de la sangre guarda
información valiosa en la escena forense
En el contexto forense la sangre representa una de las evi-
dencias biológicas de gran importancia, ya que es uno de
los principalesindicios en un evento violento y es difícil
de eliminar del lugar de investigación forense, por lo cual
su rastro puede perdurar durante periodos relativamente
prolongados. Asimismo, este fluido guarda información bio-
lógica crucial respecto a la víctima y/o el victimario, tal
como su sexo, tipo de sangre o condición toxicológica, entre
otras31.
Debido al enorme potencial de este tipo de muestras en
el aspecto jurídico, el primer paso para el uso de la sangre
como evidencia forense es su correcta identificación, ya que
en este contexto es frecuente la contaminación por partí-
culas, sustancias químicas u otros fluidos biológicos como
saliva, semen o sangre proveniente de otras especies32,33.
Ya que cada fluido biológico posee una función determi-
nada, la naturaleza y concentración de proteínas presentes
en el fluido en específico es única, y puede servir como una
firma que permite distinguir un fluido respecto a otro. Por
medio de estrategias proteómicas se ha logrado la identifi-
cación de marcadores de fluidos en sangre u otros partiendo
de pequeñas cantidades de muestra, lo cual sugiere que es
posible la identificación de marcadores, fluido-específico,
como la �−amilasa en saliva, el antígeno prostático en el
semen o la �-espectrina y la hemoglobina en el caso de la
sangre. A diferencia de otras técnicas, el uso de estrategias
como la espectrometría de masas permite una identificación
precisa de los diversos marcadores proteicos, reduciendo el
riesgo de identificaciones cruzadas, al tiempo que, incluso,
permite la identificación de los múltiples marcadores34,35.
En el contexto forense no es extraña la presencia de múl-
tiples fluidos, con diversos orígenes10,36; por lo tanto, tan
importante como la identificación plena de la sangre puede
llegar a ser la determinación del origen de la muestra, la
especie e incluso la condición en la cual esta llegó al lugar
de investigación forense. Aunque existe un amplio número
de métodos que permiten la identificación de las manchas
de sangre in situ, estos presentan la desventaja de ser ines-
pecíficos para determinar el origen de la sangre, al tiempo
que algunos de ellos son destructivos y poco compatibles con
la preservación de información biológica valiosa26.
Un claro ejemplo de esto es la identificación de la san-
gre que proviene del periodo menstrual, la cual es necesario
diferenciar de la sangre propia de la circulación en el caso
de ataques sexuales37. Pese a que el uso de marcadores
como los ARN ha demostrado ser una técnica eficiente en
la identificación de fluidos como el semen o la sangre pro-
pia de la circulación, la identificación de marcadores de
ARN propios de otros fluidos, como la saliva o la sangre
menstrual, aún es incipiente38,39. En contraste con esto,
recientemente, algunos estudios basados en la identificación
de proteínas en sangre menstrual por medio de espectro-
metría de masas han logrado la determinación de un amplio
número de marcadores característicos de este fluido, como
son la orexina-A (OREX) y el receptor de semaforina (PLXA1,
D1), los cuales están implicados en la formación del tejido
vascular del cordón umbilical y en la adhesión a la matriz
extracelular22,40.
Durante la investigación forense otro problema común
es la identificación de la especie a la cual pertenecen
las manchas de sangre encontradas. A pesar de que con
el advenimiento de las tecnologías en biología molecu-
lar se ha logrado la identificación de fragmentos de ADN
mitocondrial, denominados códigos de barras genéticos, los
cuales permiten la identificación de la especie en muestras
cuyo origen es incierto o desconocido de una forma alta-
mente eficiente41, esta tecnología sigue siendo susceptible
a la degradación de la muestra en condiciones ambienta-
les poco favorables, y el análisis de muestras antiguas aún
es complejo42. En este sentido, se ha demostrado que por
medio de cromatografía de líquidos de alta eficiencia en fase
reversa (HPLC-RP) es posible la identificación de la especie
a la cual pertenece una muestra o mancha de sangre a par-
tir del perfil cromatográfico del grupo hemo, presente en la
hemoglobina. Esta técnica incluso ha permitido la clasifica-
ción a nivel de especie en muestras relativamente antiguas.
Este método, en comparación con otras técnicas de identifi-
cación, se basa en un método simple, altamente eficiente y
con una amplia sensibilidad y reproducibilidad, lo cual puede
convertirlo en una herramienta valiosa de identificación43,44.
Ya que la sangre presenta aminoácidos, proteínas, hor-
monas y células sanguíneas, entre otras cosas, esta brinda
información valiosa respecto al estatus metabólico de los
individuos, la presencia de enfermedades e incluso la
influencia de sustancias psicoactivas o toxinas25,45,46. Este
estatus fisiológico de los individuos, ya sean víctimas o victi-
marios, puede arrojar luz sobre los hechos sucedidos o sobre
la presencia de enfermedades condicionantes, como son las
mentales o neurodegenerativas21,47, las cuales, en algunos
casos, se ha demostrado que se encuentran asociadas a esce-
narios violentos o de accidentes automovilísticos48,49. Este
tipo de enfermedades son de difícil detección, y en los esce-
narios forenses generalmente se diagnostican post-mortem
por medio de análisis histológicos. Gracias a los avances
en inmunoproteómica y metabolómica se ha propuesto que
leves cambios de marcadores hormonales y metabólicos pue-
dan ser detectados en la sangre, por medio de la técnica de
ELISA multiplex, en sujetos vivos para hacer un diagnóstico
diferencial de enfermedades mentales como la esquizofre-
nia o el síndrome bipolar50,51.
Como se ha mostrado, la sangre presenta un alto valor
como evidencia en el contexto forense. Desafortunada-
mente, buena parte de la información biológica contenida
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en esta puede perder su validez desde el punto de vista jurí-
dico debido a la contaminación, la degradación o la mala
manipulación de la muestra. Por lo tanto, es posible que
la implementación de nuevas tecnologías de análisis, como
las incluidas en la proteómica, superen estas barreras, brin-
dando información con alto valor biológico y validez en el
contexto jurídico respecto al origen de las muestras o el
estatus metabólico y de salud de las víctimas y/o victi-
marios, ya que las técnicas utilizadas para el análisis de
proteínas son altamente confiables, eficientes y reproduci-
bles.
El estudio proteómico de restos óseos antiguos
y contemporáneos puede revelar información
clave en el ámbito forense y antropológico
Buena parte de la evidencia biológica encontrada en el con-
texto forense se alberga en el interior de tejidos como la
piel, el músculo, el cabello o en fluidos como la saliva, el
semen y la sangre, entre otros, pero en múltiples ocasiones
las evidencias contenidas en estos tejidos y fluidos pueden
perderse por eventos biológicos relacionadoscon la descom-
posición del tejido blando10,35. Por lo tanto, es frecuente que
en los escenarios forenses el tejido óseo represente la mayor
parte de la evidencia biológica encontrada, ya que se pre-
serva bien a lo largo de periodos prolongados, albergando
información biológica de buena calidad, tanto en escenas
forenses como en sitios de interés arqueológico52,53.
Este tejido es altamente especializado y sufre un recam-
bio relativamente lento al interior del organismo. Las células
que lo constituyen regulan la dinámica de una matriz extra-
celular altamente mineralizada compuesta en su mayoría
por hidoxiapatita, glucanos y proteínas asociadas52. En su
conjunto, tanto las células como la matriz mineralizada
participan en diferentes eventos del metabolismo, como la
regulación del pH, el metabolismo de minerales y oligoe-
lementos, al tiempo que están íntimamente asociadas al
sistema endocrino, renal y al metabolismo de azúcares y
lípidos. Por lo tanto, el tejido óseo puede guardar infor-
mación sobre el estatus fisiológico actual y pasado de los
individuos54,55.
Recientemente, la caracterización de marcadores pro-
teicos en el tejido óseo ha demostrado que puede aportar
información valiosa para la resolución de preguntas clave
desde el ámbito forense, como la presencia de enfer-
medades, condiciones de estrés, hábitos y/o conductas e
incluso la determinación del intervalo post-mortem o la
edad biológica de un individuo. Sumado a esto, por medio
de espectrometría de masas, es posible detectar las modifi-
caciones postraduccionales (MPT) espontáneas que sufren
las proteínas, las cuales están directamente asociadas a
la historia biológica la muestra hasta el momento de su
análisis6,30,52,53,56---58.
Las proteínas contenidas en el tejido óseo se preservan de
forma eficiente y con un alto grado de conservación, al grado
que es posible analizar proteínas tan antiguas como las ais-
ladas del fémur de un mamut (Mammuthus primigenius) de
43.000 años de antigüedad, permitiendo la identificación de
moléculas como la albúmina, y la caracterización de diver-
sas modificaciones relacionadas con la oxidación y el daño
post-mortem en las proteínas59.
Gracias a esta capacidad de las proteínas de perdu-
rar en el tiempo en condiciones ambientales extremas al
interior del tejido óseo, es posible el aislamiento y carac-
terización de marcadores específicos para el estudio del
microbioma presente en el hueso, lo cual permite la detec-
ción de patógenos de importancia clínica. Recientemente,
se han identificado la presencia de péptidos provenientes de
marcadores proteicos de Mycobacterium como la subunidad
A de la fumarato reductasa y la adenilato quinasa, por medio
de espectrometría de masas, en restos óseos provenientes
de asentamientos romanos que datan de los siglos iii y iv60.
Asimismo, la proteína AG85, uno de los principales antígenos
de secreción producido por Mycobacterium tuberculosis, ha
sido detectado por medio del uso de anticuerpos en osamen-
tas de la edad media, permitiendo rastrear la presencia de
esta enfermedad en dichas poblaciones61.
Comúnmente, los restos óseos presentan evidencia clara
del desgaste por actividades físicas, traumatismos o incluso
guardan indicios de eventos violentos62. Por lo tanto, la bús-
queda de marcadores de daño y procesos de reparación del
tejido óseo pueden ayudar a esclarecer los eventos ocurri-
dos tanto en el contexto legal, como en el antropológico.
Ya que los eventos mecánicos generan cambios en la expre-
sión de genes y proteínas en el tejido óseo, es posible hallar
marcadores moleculares que evidencien la presencia de
estrés o fatiga mecánica, estos marcadores, generalmente
relacionados con factores pro y antiapoptóticos, pueden
representar indicios claros de traumatismos o desgaste por
actividad física63,64. Asimismo, algunas enfermedades como
la osteoartritis u otras enfermedades degenerativas rela-
cionadas con el tejido óseo pueden dejar marcadores de
daño y reparación65,66, que desde el contexto forense pue-
den ser útiles para determinar la naturaleza de las lesiones
encontradas en los restos óseos66,67.
En los escenarios de descomposición avanzada y esque-
letización de los individuos, la determinación del intervalo
post-mortem puede representar una dificultad durante la
investigación forense, aunque se han desarrollado diferen-
tes métodos y fórmulas para determinar dicho intervalo;
estas se encuentran sujetas a las condiciones como el peso
del individuo, la edad, la presencia de enfermedades, así
como por las condiciones ambientales propias del lugar de
los eventos68. Otra estrategia para la estimación del inter-
valo post-mortem es el análisis de la sucesión de insectos
que en periodos cortos y largos ha demostrado ser altamente
efectivo69.
Desde el abordaje molecular se ha logrado determinar
por medio de inmunohistoquímica y análisis del ARN-
mensajero que el factor inducible por hipoxia presente en
el tejido gingival puede llegar a ser un marcador adecuado
para la estimación de este intervalo en periodos cortos,
pero ambas estrategias pueden ser poco efectivas en los
casos en los cuales los periodos de descomposición son muy
prolongados70.
Recientemente se ha demostrado que el análisis proteó-
mico de restos óseos en avanzado estado de descomposición
y esqueletización puede permitir la identificación de mar-
cadores que ayuden a determinar este intervalo en forma
precisa58. Diferentes proteínas, como la hemoglobina o la
serotransferrina, presentan una marcada reducción en su
abundancia relativa en periodos hasta de 6 meses luego de
la muerte, mientras que la abundancia relativa de otras
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como la albúmina o la apolipoproteína A1 se mantiene cons-
tante durante el mismo periodo de tiempo. Asimismo, se ha
demostrado que la desaminación del biglicano, un proteogli-
cano rico en repetidos de leucina, presenta una correlación
positiva con el intervalo post-mortem, lo cual perfila a esta
molécula como un potencial biomarcador para la determi-
nación de este intervalo58.
En conjunto, estos antecedentes indican que el análisis
proteómico de la matriz ósea puede proporcionar informa-
ción clave para la identificación de marcadores que den
cuenta de eventos pre-mortem como traumatismos, hábi-
tos y conductas, enfermedades infecciosas e incluso en la
resolución de preguntas como la determinación del intervalo
post-mortem en restos esqueletizados.
Aplicaciones cercanas en el campo forense: la
caracterización de péptidos polimórficos como
una herramienta auxiliar para la identificación
Aunque el uso de las huellas dactilares es la mejor y más fre-
cuente forma de realizar la identificación de los individuos,
algunos eventos como la calcinación o los periodos prolonga-
dos de descomposición pueden dificultar este proceso. Por
lo tanto, de forma general en el contexto forense, la iden-
tificación bajo estas circunstancias puede llegar a ser una
pieza limitante en el desarrollode la investigación debido
a la pérdida de las características fisonómicas que permiten
la identificación. Aunque es posible realizar el proceso de
identificación a partir de otras características físicas, como
la organización y caracteres morfológicos de las piezas den-
tales, este abordaje presenta algunas limitaciones, ya que
se requiere la comparación con registros clínicos o con algún
tipo de patrón que permita analizar la evidencia encontrada
para realizar una identificación plena71,72.
En la actualidad, las herramientas moleculares basa-
das en la amplificación e identificación de fragmentos de
ADN, como son la caracterización de polimorfismos de
nucleótido único, la caracterización de secuencias repetidas
«microsatélites», así como la identificación de holotipos de
ADN mitocondrial, son altamente socorridas en las ciencias
forenses para facilitar el proceso de identificación. Todas
estas técnicas requieren que los tejidos y fluidos se encuen-
tren en un estado de preservación relativamente óptimo
que permitan tanto la extracción como la amplificación del
material genético73,74. Desafortunadamente, es frecuente
que el sitio de investigación forense presente características
físicas y ambientales extremas que no faciliten esta preser-
vación. Sumado a esto, el material genético en sí mismo
es altamente susceptible a la degradación, se preserva de
forma escasa durante periodos prolongados y la contamina-
ción de las muestras es un evento frecuente en los contextos
forenses, lo cual puede limitar el uso de estas herramientas
en algunos casos73,75.
Como ya se ha visto, en contraste con el ADN, las proteí-
nas son moléculas altamente resistentes a las condiciones
físicas y ambientales, y se preservan bien a lo largo de perio-
dos prolongados59. De la misma forma, en la secuencia de
diversas proteínas es posible encontrar variaciones genéti-
cas entre un individuo y otro en forma de polimorfismos de
un solo aminoácido (single amino acid polymorphisms), las
cuales dan origen a péptidos con variación genética que son
el producto directo de polimorfismos no repetidos de nucleó-
tido único presentes en regiones exónicas del ADN; por lo
tanto, a partir del análisis proteómico de estos péptidos con
variación genética, es posible la localización biogeográfica
de los individuos en grupos poblacionales determinados, e
incluso puede ser una herramienta útil en la individualiza-
ción del proceso de identificación76,77.
Diversos trabajos han abordado la posibilidad de utilizar
estos péptidos con variación genética como herramien-
tas auxiliares para la identificación de polimorfismos de
nucleótido único en ausencia de material genético en el
contexto forense, utilizando diferentes matrices como cabe-
llo y tejido óseo. Luego de la extracción de las proteínas
y la digestión enzimática de estas, los múltiples péptidos
son analizados por medio de cromatografía líquida de alta
eficiencia acoplada a espectrometría de masas y se realiza
el análisis bioinformático para la identificación de posibles
péptidos con variación genética77,78. Estos péptidos deben
ser clasificados y analizados de tal forma que se eliminen los
falsos positivos causados por las MPT y/o ambientales como
la oxidación de la metionina o la cisteína, la desaminación
de la asparraguina (N) o la glutamina (Q), y la hidroxilación
de aminoácidos como la prolina, entre otros. Este análisis
bioinformático, aunado a un análisis estadístico, evidencia
la ocurrencia de eventos de polimorfismos, lo cual permite
calcular la distancia filogenética entre individuos, posibi-
litando la asignación de los individuos dentro de grupos
biogeográficos específicos76,78. Esto, en la práctica, puede
facilitar la clasificación de sospechosos y/o víctimas en un
grupo poblacional determinado. Sumado a esto, la identi-
ficación y caracterización de dichos péptidos con variación
genética aunada a un análisis del patrón de expresión en
el perfil protéico puede llegar teóricamente a permitir la
individualización del proceso de identificación. Aunque, en
este sentido, los diversos factores, como los hábitos die-
téticos, los factores ambientales y la edad, entre otros,
pueden generar suficientes variaciones en el perfil de expre-
sión génica, de tal forma que se dificultaría la identificación
individual en algunos casos. Pese a esto, la identificación
de estos péptidos con variación genética se perfila como
una herramienta poderosa en el campo forense, que actual-
mente permite la identificación de grupos biogeográficos y
en un futuro cercano la identificación individual en los casos
en los cuales la calidad y cantidad del material genético
no sea óptima para los procesos de extracción y análisis de
secuencias de ADN76---78.
Sumado a este análisis que puede proporcionar la deter-
minación del grupo biogeográfico de los sujetos y su posible
identificación individual, el uso de herramientas proteómi-
cas, tanto en restos antiguos como contemporáneo, también
puede permitir la determinación del sexo. Recientemente,
se ha demostrado que el análisis de los péptidos provenien-
tes de la amelogenina por medio de cromatografía líquida
de alta resolución acoplada a espectrometría de masas per-
mite la identificación de las diferentes isoformas de esta
proteína. Ya que la amelogenina se encuentra codificada
en genes que se localizan en los cromosomas sexuales,
sus diferentes isoformas se encuentran asociadas, de forma
específica, a cada uno de los cromosomas sexuales, brindado
una novedosa herramienta que puede facilitar la determi-
nación del sexo de los individuos en estudio, cuyo material
genético carece de una calidad óptima79.
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La proteómica como una nueva herramienta en las ciencias forenses 7
Limitaciones y retos
La proteómica ha demostrado ser una herramienta poderosa
en la detección de moléculas que presentan potencial como
biomarcadores en el campo forense30,76. Al igual que cual-
quier metodología esta presenta una serie de limitaciones y
dificultades técnicas80.
Pese a que aún existen diversos retos, la proteómica se
perfila como una herramienta que, en conjunto con las tec-
nologías existentes, puede potenciar la adquisición y análisis
de información biológica con un alto valor desde el punto de
vista médico-legal10. Desde el punto de vista forense consi-
deramos que existen 2 factores limitantes a tener en cuenta:
el primero, referente en sí mismo al proteoma que se desea
analizar y el segundo, referente a las limitaciones propias
de los métodos analíticos empleados.
Una de las principales dificultades a tener en cuenta es
la naturaleza de la muestra, ya que en muchos escenarios
forenses las muestras pueden ser escasas y con un pobre
grado de preservación. Esto implica que es necesario utili-
zar estrategias de extracción y aislamiento de proteínas que
reduzcan la contaminación y la degradación, al tiempo que
se reduce la formación de MPT no deseadas14,81. Sumado
a esto, es necesario tener presenteel escenario del cual
las muestras fueron recuperadas, ya que las condiciones
ambientales pueden llegar a modificar la preservación de
las proteínas presentes en diferentes tipos de tejidos58.
Por otra parte, es importante tener en cuenta que el
análisis proteómico de muestras en el contexto forense
es relativamente reciente, por lo tanto, la variación inte-
rindividual o intraindividuo puede afectar los resultados
obtenidos30. Esto implica que para el uso de estas nuevas
estrategias se hace necesario el desarrollo de protocolos
estrictos en lo referente a la naturaleza de la muestra,
el origen anatómico de esta y las condiciones de trans-
porte y preservación. Asimismo, es importante avanzar en la
caracterización de nuevos marcadores proteicos altamente
reproducibles que permitan subsanar las posibles variacio-
nes de un individuo a otro10,30.
En algunos contextos, como el análisis de restos arqueo-
lógicos o el estudio de restos esqueletizados, es posible que
las proteínas recuperadas sean poco abundantes, lo cual
implica que un análisis superficial de los datos puede lle-
var a la pérdida de información biológica con valor en el
contexto forense10,59. Por lo tanto, se hace necesario que
los análisis proteómicos en el área forense sean realizados
por expertos que utilicen plataformas analíticas robustas y
especializadas, lo cual conlleva costes tanto en la forma-
ción del personal especializado como en la adquisición de
tecnologías de vanguardia.
Conclusiones
Aunque la interacción entre la proteómica y las cien-
cias forenses es relativamente reciente, se ha visto un
aumento en el número de publicaciones y posibles aplica-
ciones que este grupo de estrategias puede llegar a tener
en el campo médico-legal. Como hemos visto, la proteómica
puede abordar un sinfín de preguntas que son cruciales en el
entendimiento de la escena forense de una forma altamente
reproducible, con altos estándares de calidad al tiempo que
reduce la posibilidad de falsas identificaciones debidas a
la contaminación o degradación de las muestras18,22,59. El
empleo de estas estrategias en los laboratorios forenses
puede ampliar el paradigma en la adquisición y análisis de
datos biológicos, lo cual permitiría no solo el manejo de
grandes volúmenes de información, sino además la interpre-
tación detallada de esta en diferentes contextos, siguiendo
un flujo de trabajo altamente eficiente y reproducible, apor-
tando evidencia cuantitativa altamente precisa, que puede
ser interpretada por el perito forense gracias a la amplia
variedad de herramientas bioinformáticas disponibles7,10,57.
Las posibles aplicaciones que pueden darse dentro del
contexto forense van desde la identificación de las muestras
encontradas en la escena de un crimen, hasta el diagnóstico
preciso de enfermedades, condiciones metabólicas o toxico-
lógicas de los individuos relacionados con la escena forense,
e incluso la determinación del grupo biogeográfico al cual
perteneció, esto a partir de un gran número de matrices de
origen biológico y no biológico como: sangre, semen, hueso,
tejido, cabello, fibras o sustratos como el suelo o la arena.
Los resultados proporcionados desde la proteómica son rápi-
dos y altamente confiables porque se apoyan en robustas
bases de datos y análisis estadísticos que permite la inter-
pretación de la información de forma confiable y con una
baja probabilidad de error3,35,56,82.
Finalmente, pese a que aún existe un amplio número de
retos, el uso de estas nuevas tecnologías para la identifica-
ción y cuantificación de marcadores proteicos, combinadas
con el uso de los marcadores de ADN y ARN ya conocidos,
así como la evolución de las tecnologías de espectrometría
de masas para proteínas, puede proyectarse en una nueva
etapa de las ciencias forenses, en la cual la información bio-
lógica proporcionada por la evidencia física permite conocer
no solo la identidad de los sujetos, sino también información
cuantitativa sobre diversos eventos como el estado de salud
de los individuos, sus patrones nutricionales, las condiciones
ambientales, los eventos de migración y movimiento de los
individuos involucrados en una escena forense.
Financiación
Este trabajo ha sido posible gracias a la Beca Postdoctoral
otorgada por la Dirección General de Asuntos del Personal
Académico de la UNAM.
Conflicto de intereses
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
Agradecimientos
DMRD agradece el apoyo que ha recibido por parte de los
Departamentos de Anfiteatro y de Microbiología y Parasito-
logía de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional
Autónoma de México (UNAM).
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