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“Desarrollo de paneles de SNPs
       autosómicos y estudio de su
      aplicación con fines forenses”



                           INSTITUTO DE MEDICINA LEGAL
Manuel Fondevila Álvarez         Facultade de Medicina
Introducción
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN


                                 Situación actual de la genética forense
Resistencia a degradación




                            * ADN MITOCONDRIAL
                            MUTACIONES EN LA REGION CONTROL
                            SNPs EN EL RESTO DE LA MOLECULA




                             * ADN NUCLEAR:
                              STRs y SPNs del Cromosoma y
                                                            * ADN NUCLEAR:
                                                              STRs y SNPs del cromosoma X
                                                                     * ADN NUCLEAR:
                                                                      STRs AUTOSÓMICOS

                                                                       Informatividad
INTRODUCCIÓN


                  Los “Short Tandem Repeats”
                              STRs



     ADN Repetitivo Microsatélite
     Secuencias repetidas en tándem
     Unidades de repetición: entre 2-7 bp




ATTACTGATCGGTAGCTGAGCCAATGGCAGTGATGG
GATA GATA GATA GATA GATA GATA GATA GATA
ATGGTAGCTGAGTGCTGGACAT
INTRODUCCIÓN


                 Los “Short Tandem Repeats”
                             STRs




Probabilidad de coincidencia al azar:
~1 in 3 trillones con 15 STRs


                                Resultado obtenido en 5 horas con una
                                muestra de sangre del tamaño de la
                                cabeza de un alfiler
INTRODUCCIÓN


                Desventajas de los STRs
SLIPAGE DE LA POLIMERASA



                              * Tasa de mutación de hasta 1x10-3




DEGRADACIÓN DE LA MUESTRA



                              * Longitud de amplicón elevada


                              * En condiciones de ADN degradado
                                el ADN de alto peso molecular es
                                eliminado de la muestra.
INTRODUCCIÓN



 Necesidad de ampliar la batería de marcadores


• Metodologías de alto rendimiento para:
        Bases de datos de ADN (1 millón de perfiles por año)
        Necesidad de grandes estudios de mt-ADN/ cromosoma Y
        Automatización-Miniaturización
• Mayor sensibilidad
• Mayor información (origen geográfico)
• Características físicas
• Análisis de ADN degradado
INTRODUCCIÓN




          SNPs: Single Nucleotide Polymorphisms


               + Coexistencia de dos o más posibilidades
                nucleotídicas en un locus determinado del genoma.


               + Limitado uso en genética forense
               - Estrategia de tipado mas compleja que en STRs
               - Menor informatividad individual con respecto a los STRs
INTRODUCCIÓN




         P. Gill (2005)


Para obtener una probabilidad de exclusión del 99.9%
se necesitarían 50 SNPs con frecuencias de entre
0.5-0.5 y 0.2-0.8 respectivamente
INTRODUCCIÓN




                 SNPs: Single Nucleotide Polimorphism

• Es la variación mas frecuente en el genoma humano
• Presentan una tasa de mutación baja (Mutation rate 10-9)
• Son marcadores facilmente amplificables en multiplex
• Se analizan facilmente con técnicas de alto rendimiento
• Tamaño de amplicón reducible al mínimo




                                   G
     ATTACTGATCGGTAGCTGAG CCAATGGCAGTGATGG
                                   T
                                   .
OBJETIVOS DEL TRABAJO



               • SELECCIÓN DE BATERÍAS DE SNPs
DESARROLLO
               • OPTIMIZACIÓN DE LOS MULTIPLEXES
DE
MULTIPLEXES    • VALIDACIÓN DE LOS MULTIPLEXES
               • VALIDACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE TIPADO




               • APLICACIÓN A MUESTRAS DEGRADADAS
VIABILIDAD DE
LOS           • APLICACIÓN A PREDICCIÓN DE ORIGEN POBLACIONAL
MULTIPLEXES • APLICACIÓN A CASOS DE PARENTESCO COMPLEJOS
INTRODUCCIÓN




UTILIDADES DE LOS SNPs EN GENÉTICA FORENSE


           * ADN severamente degradado


           * Predicción de origen poblacional


           * Casos de parentesco complejos
INTRODUCCIÓN




UTILIDADES DE LOS SNPs EN GENÉTICA FORENSE


           * ADN severamente degradado


           * Predicción de origen poblacional


           * Casos de parentesco complejos
INTRODUCCIÓN


                 ADN severamente degradado
Tras la muerte actúan sobre el ADN una serie de proceso acumulativos
que conducen a la degradación de la molécula:


* Fragmentación enzimática aleatoria
* Daño oxidativo
* Acumulación de sustancias inhibidoras
INTRODUCCIÓN




                     ADN severamente degradado
* Cuanto mayor es el fragmento de ADN, menores son las probabilidades de
encontrarlo íntegro y útil

* Las reacciones de PCR de amplicón reducido, aumentan la posibilidad de
hallar los fragmentos de interés intactos




           SNP 1
       SNP 2
     SNP 3
     SNP 4
        SNP 5
      SNP 6
         SNP 7
INTRODUCCIÓN




UTILIDADES DE LOS SNPs EN GENÉTICA FORENSE


           * ADN severamente degradado


           * Predicción de origen poblacional


           * Casos de parentesco complejos
INTRODUCCIÓN




Determinación de origen geográfico y poblacional
INTRODUCCIÓN


               DIÁSPORA ANCESTRAL DE LA
                      HUMANIDAD
INTRODUCCIÓN




               Fuerzas evolutivas
                            La migración: como un factor
                            homogenizador, introduciendo
                            cambios antes inexistentes, o
                            aumentando su frecuencia.

                            La deriva génica se debe al
                            emparejamiento al azar en la
                            población. En general actuará
                            aumentando la varianza entre
                            grupos y disminuyendo la varianza
                            intragrupal.
                            La mutación ocurre con una
                            determinada probabilidad en
                            cada posición, de forma que es
                            muy probable que aparezca un
                            cambio en una población y no en
                            otras.
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN




UTILIDADES DE LOS SNPs EN GENÉTICA FORENSE


           * ADN severamente degradado


           * Predicción de origen poblacional


           * Casos de parentesco complejos
INTRODUCCIÓN



           Casos de parentesco complejos
Los individuos emparentados tienen una alta probabilidad de que su
perfil presente identidad por descendencia

                                          Tendencia a aumentar la
                                      resolución con mas marcadores


                                               Mayor número
                                               de reacciones



                                         Riesgo de          Riesgo de
                                       contaminación      error humano

                                               Excesivo gasto
                                                de muestra
INTRODUCCIÓN



        Distribución de SNPs en el genoma




• Amplia distribución de marcadores en el genoma
• Mayor número de marcadores en una única reacción
• Mayor posibilidad de captar diferente pauta de recombinación
Resultados y Discusión
RESULTADOS
    Y DISCUSIÓN




                  RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Bloque 1: Método, selección y optimización del tipado

Bloque 2: Aplicación a casos de ADN degradado

Bloque 3: Aplicación a predicción de origen poblacional

Bloque 4: Aplicación a casos de parentesco complejos
RESULTADOS
  Y DISCUSIÓN               Bloque 1:

       Método, selección y optimización del tipado


Se ha desarrollado y optimizado con éxito el tipado multiplex de
dos ensayos de SNPs

      Human Identification 52plex          Population Specific 34plex


PCR 52plex o 23plex-Auto1 & 29plex-Auto2          PCR 34plex


        Tipado 23plex & 29plex                   Tipado 34plex

    Auto1-23plex          Auto2-29plex          Pop.Spec.34plex
RESULTADOS
      Y DISCUSIÓN                    Bloque 1:

                          Selección de SNPs
                       Uso de bases de datos on-line




                    Calidad de secuencia
                         flanqueante
                        African        Asian       European


                       0.92 - 0.08        -        0.45 - 0.55
                       0.90 - 0.10   0.50 - 0.50   0.50 - 0.50

                       0.91 - 0.09   0.59 - 0.41   0.79 - 0.21

                       0.92 - 0.08   0.92 - 0.09   0.57 - 0.43

                                                                 Selección de marcadores bien
                        Adecuada distribución de
                                                                   espaciados en el genoma
Ausencia de amplificación    frecuencias
      inespecífica
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN               Bloque 1:

        Selección de SNPs para identificación humana
                 Human Identification 52plex
              •   Frecuencia del alelo mínimo al menos 0.3 en
                  un grupo poblacional

              •   Frecuencia del alelo 0.2, en máximo 2 de los
                  grandes grupos



              •   Posibilidad de diseño de amplicón menor de
                  120bp



              •   Baja interacción entre primers
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN             Bloque 1:

       Selección de SNPs: Frecuencia alélica mínima




La informatividad esperada no cae significativamente hasta valores
de 0.3
RESULTADOS
     Y DISCUSIÓN              Bloque 1:

              Validación de la selección de SNPs del multiplex
• Se ha realizado un tipado masivo de muestras de poblaciones de
  distribución mundial

• Los datos de número creciente de nuevas poblaciones, se añaden a una
  base de datos on-line




                                                 www.snpforid.org
                                                 SNPforID frequency browser
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN              Bloque 1:

 Validación del Human specific 52plex: Frecuencias observadas




    • Las frecuencias observadas coinciden con las esperadas
    • Alta informatividad en los tres grandes grupos
    • La informatividad decrece ligeramente en población Africana
RESULTADOS
     Y DISCUSIÓN                 Bloque 1:

                   Tecnología SNaPshot: El método de tipado


Reproducibilidad
                                          La tecnología SNaPshot cumple
Exactitud
                                          con estos requerimientos
Sensibilidad                              necesarios para la adecuación
                                          forense del método
Adaptación a ensayos multiplex
RESULTADOS
   Y DISCUSIÓN   Bloque 1:

Original
                             Concentración

                                  20ng
Dilución
1:8




 Dilución
 1:32



Dilución
1:132
                                   50pg
RESULTADOS
  Y DISCUSIÓN              Bloque 1:
                Desventajas del método de SNaPshot
Derivan de la detección mediante marcaje fluorescente diferente para
cada base



                                       • El desequilibrio entre señales de
                                        los heterocigotos (1)

                                       • Y la pérdida alélica (2) presentan
                                         mayor dificultad

                                       • La aparición de bandas
                                         inespecíficas (3) tiene solución
RESULTADOS
    Y DISCUSIÓN                  Bloque 1:

                  El método de Genplex: Estrategia alternativa

Análisis por clusters de datos          El método de Genplex añade
altamente reproducibles.
                                        estas ventajas a las
Lectura en la misma longitud            características ya mostradas
de onda de ambos alelos.                por el SNaPshot
Mayor constancia de la ratio de
señal en los picos de
heterocigotos
RESULTADOS
    Y DISCUSIÓN              Bloque 1:
                  GENPLEX: Análisis de mezclas
• ADN extraído de toma de muestra postcoital
• Diferentes tiempos de toma de muestra tras el coito
• Comparación con los perfiles individuales de los sujetos
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN          Bloque 1:

      Método, selección y optimización del tipado
RESULTADOS
  Y DISCUSIÓN          Bloque 2:


Aplicación de los SNPs a casos de ADN
        severamente degradado




                               * Se ha realizado un estudio
                               comparativo de los métodos de
                               análisis disponibles, mediante el tipado
                               de una colección de restos óseos.


                               * Centrando parte de la atención en la
                               resolución   de    casos    de    ADN
                               extremadamente degradado, en los que
                               solo    el  genotipado     de    SNPs
                               autosómicos dio resultado.
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN    Bloque 2: SNPs versus STRs

                Métodos de STRs utilizados

 PowerPlex16 system                   AmpFlSTR Identifiler




  AmpFlSTR Minifiler                         NIST’s MiniNC01
RESULTADOS
   Y DISCUSIÓN     Bloque 2: SNPs versus STRs

    Métodos de SNPs utilizados

Human identification 52plex
* 52plex PCR
* Dos reaciones de extensión en tandem:
         Auto1 (23 SNPs)
         Auto2 (29 SNPs)
* Posibilidad de usar dos PCR iniciales
separadas Auto1&Auto2 – Mejora los
resultados



Population Specific 34plex
* 34plex PCR
* 34plex reacción de minisecuenciación
RESULTADOS
    Y DISCUSIÓN    Bloque 2: SNPs versus STRs

                     SELECCIÓN DE MUESTRAS




* 15 muestras analizadas: 6 juegos de dientes y 9 fémures.
* Se analizaron parientes vivos.
* Todas la muestras eran de origen caucásico, de procedencia del nordeste
de la península ibérica.
* Las condiciones climáticas de este área se caracterizan por precipitaciones
frecuentes durante todo el año, temperatura suave y suelos ricos en materia
orgánica y de pH ácido.
RESULTADOS
      Y DISCUSIÓN       Bloque 2: SNPs versus STRs
                                                               Extracción de ADN
     * Método 1:
     Extracción por el método de Fenol-Cloroformo
     Purificación con Millipore Centricon

     * Método 2:

     Lalueza-Fox C et al. (2000)
     Modificación para ADN antiguo por Nuria Naverán

Método de cuantificación:
Applied Biosystems’ Quantifiler Human DNA quantification kit
RESULTADOS
         Y DISCUSIÓN            Bloque 2: SNPs versus STRs
RESULTADOS DE CUANTIFICACIÓN * Valores de IPC mayores de 28 indican la
       Internal
                Cycle Concent
                              presencia de inhibidores.
               PCR
 Muestra                threshold   ración
              control                         * Un resultado indeterminado generalmente
               IPC         Ct       (ng/ul)
                                              significa una concentración desconocida pero
  70-06       Undet        37        0.04     elevada de inhibidores.
  78p03       Undet      36.45      0.533
                                              * los inhibidores pueden afectar a la
  71p04       28.03       29.1      0.666
                                              cuantificación.
  126p04      28.43      28.45       1.03
  122p04      Undet      25.79       5.88     * En casos de ADN degradado, una alta
  23p04       27.73      33.63      0.034
                                              concetración no implica presencia de ADN de
                                              alto peso molecular .
  72p03       31.69      29.26      0.599
                                                       60
  77p04       28.56      28.64      0.902
                                                       50
  50p04       27.76      31.75      0.117
                                                       40
  12p05         28       31.31      0.156
                                                                                                                  IPC
                                               cycle




  45p04       28.12      28.99      0.717              30                                                         Ct
                                                                                                                  Qty
  24p05        28.3      28.51      0.981              20

  11p05       35.55      26.85       2.93              10
  105-05      35.15      25.21       8.63
                                                        0
  5p04        35.49      23.97      19.51                   1   2   3   4   5   6   7   8   9 10 11 12 13 14 15
                                                                                    sample
RESULTADOS
  Y DISCUSIÓN   Bloque 2: SNPs versus STRs
                                                 uncorrected ordered by Powerplex/Qty
RESULTADOS DEL
    TIPADO                     120

                               100                                                            powerplex
                                                                                              identifiler
                               80




                   % success
                                                                                              auto1
                               60                                                             auto2
                                                                                              34plex
                               40
                                                                                              NC01
                               20                                                             Minifiler
                                0
                                     1   2   3    4    5   6   7   8   9 10 11 12 13 14 15
                                                               sample


                                                      ordered by powerplex/Qty

                               120

                               100                                                           powerplex
                                                                                             identifiler
                                80
                   % success




                                                                                             auto1
                                60                                                           auto2
                                                                                             34plex
                                40
                                                                                             NC01
                                20                                                           minifiler
                                 0
                                     1   2   3    4    5   6   7   8   9 10 11 12 13 14 15
                                                               sample
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN                     Bloque 2: SNPs versus STRs

                                     uncorrected ordered by Powerplex/Qty

                  120

                  100                                                           powerplex
                                                                                identifiler
                  80
      % success




                                                                                auto1
                  60                                                            auto2
                                                                                34plex
                  40
                                                                                NC01
                  20                                                            Minifiler
                   0
                        1   2    3    4   5   6   7   8   9 10 11 12 13 14 15
                                                  sample


* Los sistemas de amplicón largo parecen ser afectados con una
mayor agresividad por la inhibición.
* Los SNPs muestran una elevada resistencia a la inhibición.
* Una mayor concentración de ADN diana, polimerización más corta,
y secuencias flanqueantes no repetitivas pueden ser las
explicaciones mas plausibles para este fenómeno.
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN           Bloque 2: SNPs versus STRs

                                                                          Inhibición

                                                                          Sin inhibición




 Powerplex Identifiler Minifiler   Auto1   34plex   Auto2   NC01




                                                        * tasa media de éxito antes y
                                                        después de aplicar las
                                                        medidas contra la inhibición.
                                                        * Los resultados corregidos
                                                        muestran una tendencia, cuanto
                                                        mayor el amplicón, mayores las
                                                        posibilidades de fallo.
RESULTADOS
 Y DISCUSIÓN   Bloque 2: SNPs versus STRs


                          DEGRADACIÓN EXTREMA


                         70-06
                         • 10 años enterrado en un bosque
                         • Descubierto tras un incendio forestal
                         • Restos calcinados
                         78p03
                         • 35 Años de degradación
                         • Ambiente de degradación agresivo
                         • Abundante crecimiento de mohos
                         • Epífisis ausentes y tejido pulverulento

                         Se aplicaron ambos métodos                de
                         extracción a estas piezas.
70-06          78p03
Identifiler   Powerplex 16




70-06
         Identifiler   Powerplex 16




78P-03
Reduced amplicon STRs      SNPs
                     Mini-Filer               Auto 1
                   Success 50%             Success 100%




                     NC01:3 STRs              Auto 2
                     success 100%          Success 100%




70-06

                     Mini-Filer               Auto 1
                   Success 30%             Success 100%




                     NC01:3 STRs
                                              Auto 2
                     success 100%
                                           Success 100%




78P-03
RESULTADOS
         Y DISCUSIÓN   Bloque 2: SNPs versus STRs

                       RESOLUCIÓN DE LOS CASOS


                                                              STRs       +SNPs

                                                19años        9/17        52/52
                                                         P:   98.28      99.9983

20p07




                                                10años      0/17         52/52
                                                         P:   -          99.993

 70p06                                                        4/8 MiniFiler
                                                              3/3 Mini-NC01
                                                              1/6 Mini-SGM
RESULTADOS
      Y DISCUSIÓN              Bloque 3: Origen Poblacional



          PREDICCIÓN DE ORIGEN GEOGRÁFICO Y POBLACIONAL




Enviado a PloS-One, in press
RESULTADOS
       Y DISCUSIÓN     Bloque 3: Origen Poblacional
                     SNPs INCLUIDOS EN EL MULTIPLEX
    Búsqueda en bases de datos on-line




                                          34 SNPs Frecuencias alélicas

•    SNPs específicos de población           14
•    AIMs                                    15
•    SNPs no binarios                         2
•    SNPs fijados                            3

           Selección en base a:
           •La adecuada distribución de frecuencias interpoblacionales
           • Calidad de secuencia flanqueante
RESULTADOS
   Y DISCUSIÓN   Bloque 3: Origen Poblacional



                      Pool de SNPs seleccionados




Multiplex optimizado                    Utilidad matématica on-line
operativo en ADN degradado              para el cálculo estadístico
RESULTADOS
        Y DISCUSIÓN           Bloque 3: Origen Poblacional
       GENOTIPADO DE MUESTRAS POBLACIONALES: VALIDACIÓN

•   El 34plex distingue Europeos/africanos/asiáticos
•   Clasifica con un error Cercano a 0
•   Se puede asociar con SNPs para identificación
•   Alta sensibilidad y robustez
•   Conocimiento preciso de un mayor número de poblaciones



Muestras analizadas.- 34SNP plex
    SET INICIAL   BOOTSTRAPPING      SET DE CHEQUEO
    Mozambique        Muestreo        CEPH PANEL
    Somalia           sintètico
    Galicia
    Dinamarca
    China
    Taiwan

120 muestras          1000X1000      1048 muestras
de cada grupo
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN     Bloque 3: Origen Poblacional

              Utilidad matemática: Resultado de salida




                            Pigmeos (Blaka) – perfil completo
                            Incluso los pigmeos que no
                            forman parte de los grupos
                            conocidos se clasifican sin
                            error como africanos
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN     Bloque 3: Origen Poblacional

              Utilidad matemática: Resultado de salida




                            Mozambiqueño: 14 SNPs, 18 gaps
                            Aún con 18 gaps si tenemos
                            una muestra de un africano la
                            clasificación es correcta (con
                            error 0)
RESULTADOS
     Y DISCUSIÓN   Bloque 3: Origen Poblacional
Clasificación en poblaciones con mestizaje: Posible fuente de error
                                                  Africa




                                   Cerdeña
                                    Europa                       Asia


                             Europeo (Cerdeña) – perfil completo
                                La población Sarda se clasifica
                                correctamente pero con una LR mas
                                baja.
                                Esto sugiere la influencia de la
                                emigración norte africana a Cerdeña
RESULTADOS
     Y DISCUSIÓN        Bloque 3: Origen Poblacional

     Problemas cuando se analizan poblaciones similares
                   Africanos
                                            Africanos        Este Asia (Chinos)




                                               Europeos          Sur Asia
                                                                 (Bengalíes)

Europeos                        Asiáticos

                          2 poblaciones similares pueden erosionar la clasificación
RESULTADOS
     Y DISCUSIÓN   Bloque 3: Origen Poblacional
      Población mestiza: Genotipado de población Afro-
      americana




•El tipado de muestras de población afro-americana revela que para
 esta población mestiza, la predicción sigue siendo fiable en un
 altísimo número de casos

• Solo tres individuos clasifican como europeos


• La historia sociopolítica de estas poblaciones y la auto-designación
  del origen étnico dificultan la correcta valoración de estos resultados
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN   Bloque 3: Origen Poblacional

                               34plex: Aplicación real

                    Enviado a PloS-One, in press




                    •7 perfiles de STRs no se corresponden con
                    los sospechosos

                    •   Pregunta.- Son norte-Africanos o Europeos?

                           - Poblaciones geográficamente próximas
                           - Historia reciente común
                           - Cierto grado de mestizaje con población
                            sub-sahariana
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN   Bloque 3: Origen Poblacional
RESULTADOS
    Y DISCUSIÓN   Bloque 3: Origen Poblacional
                            3 muestras clasifican como norte-africanas
        RESULTADO DE
                            1 clasifica como europea
         LA PRUEBA
                            3 no dan una estima con suficiente confianza




El test y su aplicación matemática, ofrecen para el
trabajo de rutina forense un sistema de clasificación
efectivo
RESULTADOS
   Y DISCUSIÓN   Bloque 4: Parentesco Complejo

Bloque 4: Casos de parentesco complejos

     Los SNPs autosómicos, ofrecen una serie de ventajas
     que explican su mayor efectividad en este campo:

     • Reducida tasa de mutación

     • Posiciones genómicas bien espaciadas en el genoma

     • Resistencia a la degradación
RESULTADOS
 Y DISCUSIÓN      Bloque 4: Parentesco Complejo

        Un número creciente de casos de aplicación exitosa

                                            STRs    +SNPs
39p04                                       21/21   52/52
                                      P: 99.799     99.994




51p08                                       STRs    +SNPs
                                            21/21    52/52
                                       P:    98.3    99.98




Debido a los casos resueltos con éxito gracias a la incorporación de SNPs
autosómicos, se puede asegurar que su adición constituye una solución
adecuada para este tipo de casos.
Conclusiones
CONCLUSIONES          Conclusiones BLOQUE 1:


               1.-Sobre la adaptación forense del tipado de SNPs
La reproducibilidad, exactitud, robustez, la sensibilidad y la informatividad nos permiten
llegar a la conclusión de que la adecuación del tipado de SNPs al trabajo forense queda
probada.

         1.1.- Sobre la selección de los marcadores.-

         * El grado de información suministrada por los dos multiplexes de SNPs permite realizar
           con la suficiente confianza el cálculo probabilístico aún con los exigentes requerimientos
           del trabajo forense.

         1.2.- Sobre el método de SNaPshot en casuística forense.-

         * El estudio demuestra que es posible y operativo el diseño de reacciones multiplex
           de alto rango (mas de 50 SNPs) para muestras forenses.

         * La sensibilidad del método de SNaPshot y su robustez quedan demostradas

         * La existencia de una serie de desventajas inherentes a la técnica de SNaPshot nos
           llevan a concluir que su substitución por otra alternativa, como el Genplex, podría ser
           beneficiosa.
CONCLUSIONES          Conclusiones BLOQUE 1:



          1.3. - Sobre la tecnología Genplex como sucesora al SNaPshot.-

           * Este método de análisis presenta una enorme reproducibilidad, lo que
permite la comparación de múltiples grupos de datos, incluso entre diferentes
laboratorios.

         * El método Genplex es robusto y exacto permitiendo el correcto tipado de
muestras problemáticas aunque muestren relaciones de intensidad de señal       inusuales

           * El método de Genplex permite una mejor valoración de perfiles de mezclas
biológicas ya que presenta un elevado grado de exactitud, y una relación        correcta
entre intensidad de señal y cantidad de producto

          * Sin embargo este método aún no se encuentra lo suficientemente optimizado
para ofrecer una alternativa al SNaPshot en la rutina forense.
CONCLUSIONES          Conclusiones BLOQUE 2:


            2.- El uso de SNPs en muestras altamente degradadas.
La posibilidad de diseño de reacciones de PCR multiplex de amplicón corto hace suponer
que el tipado de SNPs presentará una mayor tasa de éxito, en relación al tipado de STRs,
en muestras de ADN altamente degradado

          2.1.- Sobre el efecto de las sustancias inhibidoras de la PCR en muestras
                degradadas.-

          * La presencia de inhibidores en el extracto juega un papel crítico en la dificultad del
          trabajo con muestras degradadas, y debe ser contemplado incluso por encima de
          la degradación enzimática

          * El tipado de SNPs muestra una clara capacidad para soportar los efectos inhibitorios
          en la PCR. La mayor concentración inicial de ADN blanco sin degradar es la
explicación más probable para esta observación

          * La inhibición de la reacción de la PCR puede ser limitada a través de la correcta
          preparación de la muestras y de la elección adecuada del método de extracción.
CONCLUSIONES          Conclusiones BLOQUE 2:



2.2.- Sobre el efecto de la fragmentación del ADN en la PCR de muestras
      degradadas

* Dependiendo del estado de degradación, el volumen del extracto, y los resultados
  de cuantificación, el método de análisis deberá ser seleccionado entre STRs, SNPs o
  ADN mitocondrial.

* Se ha comprobado que excepto en los casos de degradación más agresiva,
  fragmentos de hasta 300bps pueden ser amplificados con éxito con todos los
  sistemas. Sin embargo los SNPs ofrecen una mayor tasa de éxito si el ADN está
  severamente degradado.

* La aplicación del tipado de marcadores de amplicón reducido, como los SNPs y los
  miniSTRs, a muestras degradadas ha demostrado ser una solución adecuada para
  los problemas que acarrea el trabajo con este tipo de muestras.

* Para la elección de los marcadores se ha de tener en cuenta la informatividad del
  análisis, por lo que se recomienda el tipado de SNPs sobre el de miniSTRs.
CONCLUSIONES          Conclusiones BLOQUE 3:

3.- La aplicación del tipado de SNPs a la predicción de origen geográfico
Los individuos pertenecientes a varias poblaciones que fueron tipificados con el multiplex
Pop.Spec.34plex, resultaron clasificados correctamente. El grado de clasificación errónea del test
es cercano a cero.
 El test y su aplicación matemática, ofrecen para el trabajo de rutina forense un sistema de
clasificación efectivo, por lo que es razonable esperar que pueda encontrar un lugar entre las
aproximaciones disponibles para la asignación de ancestralidad poblacional.

          3.1- Sobre la capacidad de discriminación entre poblaciones geográficamente
               próximas

          * La comparación enfrentada, por pares de poblaciones, constituye una
           estrategia válida para la asignación del origen de una muestra entre poblaciones
           geográficamente próximas.

          * Sin embargo cabe destacar que esta comparación depende del que entre las
            poblaciones a comparar exista una cierta diferencia en las frecuencias génicas de los
            marcadores implicados, entre las poblaciones.

          * La selección de marcadores con la distribución de frecuencias adecuada podría
            permitir una separación mas fina incluso entre poblaciones con una historia común
            reciente, sin embargo el hallazgo de tales marcadores se presenta como una difícil
            empresa
CONCLUSIONES        Conclusiones BLOQUE 4:



       4.- La resolución de casos complejos mediante el uso de SNPs

Habida cuenta de los casos resueltos con éxito gracias a la incorporación de los multiplexes
de SNPs al pool de marcadores forenses, se puede asegurar que, constituye una solución
adecuada para el trabajo forense, rápida y fiable
AGRADECIMIENTOS




“Generally, I dislike fixedness in both long swords and hands. Fixedness
means a dead hand. Pliability is a living hand. You must bear this in
mind.”
Miyamoto Musashi (1584-1645)
Presentacion tesis blanco ver10

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  • 1. “Desarrollo de paneles de SNPs autosómicos y estudio de su aplicación con fines forenses” INSTITUTO DE MEDICINA LEGAL Manuel Fondevila Álvarez Facultade de Medicina
  • 4. INTRODUCCIÓN Situación actual de la genética forense Resistencia a degradación * ADN MITOCONDRIAL MUTACIONES EN LA REGION CONTROL SNPs EN EL RESTO DE LA MOLECULA * ADN NUCLEAR: STRs y SPNs del Cromosoma y * ADN NUCLEAR: STRs y SNPs del cromosoma X * ADN NUCLEAR: STRs AUTOSÓMICOS Informatividad
  • 5. INTRODUCCIÓN Los “Short Tandem Repeats” STRs ADN Repetitivo Microsatélite Secuencias repetidas en tándem Unidades de repetición: entre 2-7 bp ATTACTGATCGGTAGCTGAGCCAATGGCAGTGATGG GATA GATA GATA GATA GATA GATA GATA GATA ATGGTAGCTGAGTGCTGGACAT
  • 6. INTRODUCCIÓN Los “Short Tandem Repeats” STRs Probabilidad de coincidencia al azar: ~1 in 3 trillones con 15 STRs Resultado obtenido en 5 horas con una muestra de sangre del tamaño de la cabeza de un alfiler
  • 7. INTRODUCCIÓN Desventajas de los STRs SLIPAGE DE LA POLIMERASA * Tasa de mutación de hasta 1x10-3 DEGRADACIÓN DE LA MUESTRA * Longitud de amplicón elevada * En condiciones de ADN degradado el ADN de alto peso molecular es eliminado de la muestra.
  • 8. INTRODUCCIÓN Necesidad de ampliar la batería de marcadores • Metodologías de alto rendimiento para: Bases de datos de ADN (1 millón de perfiles por año) Necesidad de grandes estudios de mt-ADN/ cromosoma Y Automatización-Miniaturización • Mayor sensibilidad • Mayor información (origen geográfico) • Características físicas • Análisis de ADN degradado
  • 9. INTRODUCCIÓN SNPs: Single Nucleotide Polymorphisms + Coexistencia de dos o más posibilidades nucleotídicas en un locus determinado del genoma. + Limitado uso en genética forense - Estrategia de tipado mas compleja que en STRs - Menor informatividad individual con respecto a los STRs
  • 10. INTRODUCCIÓN P. Gill (2005) Para obtener una probabilidad de exclusión del 99.9% se necesitarían 50 SNPs con frecuencias de entre 0.5-0.5 y 0.2-0.8 respectivamente
  • 11. INTRODUCCIÓN SNPs: Single Nucleotide Polimorphism • Es la variación mas frecuente en el genoma humano • Presentan una tasa de mutación baja (Mutation rate 10-9) • Son marcadores facilmente amplificables en multiplex • Se analizan facilmente con técnicas de alto rendimiento • Tamaño de amplicón reducible al mínimo G ATTACTGATCGGTAGCTGAG CCAATGGCAGTGATGG T .
  • 12. OBJETIVOS DEL TRABAJO • SELECCIÓN DE BATERÍAS DE SNPs DESARROLLO • OPTIMIZACIÓN DE LOS MULTIPLEXES DE MULTIPLEXES • VALIDACIÓN DE LOS MULTIPLEXES • VALIDACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE TIPADO • APLICACIÓN A MUESTRAS DEGRADADAS VIABILIDAD DE LOS • APLICACIÓN A PREDICCIÓN DE ORIGEN POBLACIONAL MULTIPLEXES • APLICACIÓN A CASOS DE PARENTESCO COMPLEJOS
  • 13. INTRODUCCIÓN UTILIDADES DE LOS SNPs EN GENÉTICA FORENSE * ADN severamente degradado * Predicción de origen poblacional * Casos de parentesco complejos
  • 14. INTRODUCCIÓN UTILIDADES DE LOS SNPs EN GENÉTICA FORENSE * ADN severamente degradado * Predicción de origen poblacional * Casos de parentesco complejos
  • 15. INTRODUCCIÓN ADN severamente degradado Tras la muerte actúan sobre el ADN una serie de proceso acumulativos que conducen a la degradación de la molécula: * Fragmentación enzimática aleatoria * Daño oxidativo * Acumulación de sustancias inhibidoras
  • 16. INTRODUCCIÓN ADN severamente degradado * Cuanto mayor es el fragmento de ADN, menores son las probabilidades de encontrarlo íntegro y útil * Las reacciones de PCR de amplicón reducido, aumentan la posibilidad de hallar los fragmentos de interés intactos SNP 1 SNP 2 SNP 3 SNP 4 SNP 5 SNP 6 SNP 7
  • 17. INTRODUCCIÓN UTILIDADES DE LOS SNPs EN GENÉTICA FORENSE * ADN severamente degradado * Predicción de origen poblacional * Casos de parentesco complejos
  • 18. INTRODUCCIÓN Determinación de origen geográfico y poblacional
  • 19. INTRODUCCIÓN DIÁSPORA ANCESTRAL DE LA HUMANIDAD
  • 20. INTRODUCCIÓN Fuerzas evolutivas La migración: como un factor homogenizador, introduciendo cambios antes inexistentes, o aumentando su frecuencia. La deriva génica se debe al emparejamiento al azar en la población. En general actuará aumentando la varianza entre grupos y disminuyendo la varianza intragrupal. La mutación ocurre con una determinada probabilidad en cada posición, de forma que es muy probable que aparezca un cambio en una población y no en otras.
  • 22. INTRODUCCIÓN UTILIDADES DE LOS SNPs EN GENÉTICA FORENSE * ADN severamente degradado * Predicción de origen poblacional * Casos de parentesco complejos
  • 23. INTRODUCCIÓN Casos de parentesco complejos Los individuos emparentados tienen una alta probabilidad de que su perfil presente identidad por descendencia Tendencia a aumentar la resolución con mas marcadores Mayor número de reacciones Riesgo de Riesgo de contaminación error humano Excesivo gasto de muestra
  • 24. INTRODUCCIÓN Distribución de SNPs en el genoma • Amplia distribución de marcadores en el genoma • Mayor número de marcadores en una única reacción • Mayor posibilidad de captar diferente pauta de recombinación
  • 26. RESULTADOS Y DISCUSIÓN RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Método, selección y optimización del tipado Bloque 2: Aplicación a casos de ADN degradado Bloque 3: Aplicación a predicción de origen poblacional Bloque 4: Aplicación a casos de parentesco complejos
  • 27. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Método, selección y optimización del tipado Se ha desarrollado y optimizado con éxito el tipado multiplex de dos ensayos de SNPs Human Identification 52plex Population Specific 34plex PCR 52plex o 23plex-Auto1 & 29plex-Auto2 PCR 34plex Tipado 23plex & 29plex Tipado 34plex Auto1-23plex Auto2-29plex Pop.Spec.34plex
  • 28. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Selección de SNPs Uso de bases de datos on-line Calidad de secuencia flanqueante African Asian European 0.92 - 0.08 - 0.45 - 0.55 0.90 - 0.10 0.50 - 0.50 0.50 - 0.50 0.91 - 0.09 0.59 - 0.41 0.79 - 0.21 0.92 - 0.08 0.92 - 0.09 0.57 - 0.43 Selección de marcadores bien Adecuada distribución de espaciados en el genoma Ausencia de amplificación frecuencias inespecífica
  • 29. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Selección de SNPs para identificación humana Human Identification 52plex • Frecuencia del alelo mínimo al menos 0.3 en un grupo poblacional • Frecuencia del alelo 0.2, en máximo 2 de los grandes grupos • Posibilidad de diseño de amplicón menor de 120bp • Baja interacción entre primers
  • 30. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Selección de SNPs: Frecuencia alélica mínima La informatividad esperada no cae significativamente hasta valores de 0.3
  • 31. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Validación de la selección de SNPs del multiplex • Se ha realizado un tipado masivo de muestras de poblaciones de distribución mundial • Los datos de número creciente de nuevas poblaciones, se añaden a una base de datos on-line www.snpforid.org SNPforID frequency browser
  • 32. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Validación del Human specific 52plex: Frecuencias observadas • Las frecuencias observadas coinciden con las esperadas • Alta informatividad en los tres grandes grupos • La informatividad decrece ligeramente en población Africana
  • 33. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Tecnología SNaPshot: El método de tipado Reproducibilidad La tecnología SNaPshot cumple Exactitud con estos requerimientos Sensibilidad necesarios para la adecuación forense del método Adaptación a ensayos multiplex
  • 34. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Original Concentración 20ng Dilución 1:8 Dilución 1:32 Dilución 1:132 50pg
  • 35. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Desventajas del método de SNaPshot Derivan de la detección mediante marcaje fluorescente diferente para cada base • El desequilibrio entre señales de los heterocigotos (1) • Y la pérdida alélica (2) presentan mayor dificultad • La aparición de bandas inespecíficas (3) tiene solución
  • 36. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: El método de Genplex: Estrategia alternativa Análisis por clusters de datos El método de Genplex añade altamente reproducibles. estas ventajas a las Lectura en la misma longitud características ya mostradas de onda de ambos alelos. por el SNaPshot Mayor constancia de la ratio de señal en los picos de heterocigotos
  • 37. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: GENPLEX: Análisis de mezclas • ADN extraído de toma de muestra postcoital • Diferentes tiempos de toma de muestra tras el coito • Comparación con los perfiles individuales de los sujetos
  • 38. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 1: Método, selección y optimización del tipado
  • 39. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: Aplicación de los SNPs a casos de ADN severamente degradado * Se ha realizado un estudio comparativo de los métodos de análisis disponibles, mediante el tipado de una colección de restos óseos. * Centrando parte de la atención en la resolución de casos de ADN extremadamente degradado, en los que solo el genotipado de SNPs autosómicos dio resultado.
  • 40. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: SNPs versus STRs Métodos de STRs utilizados PowerPlex16 system AmpFlSTR Identifiler AmpFlSTR Minifiler NIST’s MiniNC01
  • 41. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: SNPs versus STRs Métodos de SNPs utilizados Human identification 52plex * 52plex PCR * Dos reaciones de extensión en tandem: Auto1 (23 SNPs) Auto2 (29 SNPs) * Posibilidad de usar dos PCR iniciales separadas Auto1&Auto2 – Mejora los resultados Population Specific 34plex * 34plex PCR * 34plex reacción de minisecuenciación
  • 42. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: SNPs versus STRs SELECCIÓN DE MUESTRAS * 15 muestras analizadas: 6 juegos de dientes y 9 fémures. * Se analizaron parientes vivos. * Todas la muestras eran de origen caucásico, de procedencia del nordeste de la península ibérica. * Las condiciones climáticas de este área se caracterizan por precipitaciones frecuentes durante todo el año, temperatura suave y suelos ricos en materia orgánica y de pH ácido.
  • 43. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: SNPs versus STRs Extracción de ADN * Método 1: Extracción por el método de Fenol-Cloroformo Purificación con Millipore Centricon * Método 2: Lalueza-Fox C et al. (2000) Modificación para ADN antiguo por Nuria Naverán Método de cuantificación: Applied Biosystems’ Quantifiler Human DNA quantification kit
  • 44. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: SNPs versus STRs RESULTADOS DE CUANTIFICACIÓN * Valores de IPC mayores de 28 indican la Internal Cycle Concent presencia de inhibidores. PCR Muestra threshold ración control * Un resultado indeterminado generalmente IPC Ct (ng/ul) significa una concentración desconocida pero 70-06 Undet 37 0.04 elevada de inhibidores. 78p03 Undet 36.45 0.533 * los inhibidores pueden afectar a la 71p04 28.03 29.1 0.666 cuantificación. 126p04 28.43 28.45 1.03 122p04 Undet 25.79 5.88 * En casos de ADN degradado, una alta 23p04 27.73 33.63 0.034 concetración no implica presencia de ADN de alto peso molecular . 72p03 31.69 29.26 0.599 60 77p04 28.56 28.64 0.902 50 50p04 27.76 31.75 0.117 40 12p05 28 31.31 0.156 IPC cycle 45p04 28.12 28.99 0.717 30 Ct Qty 24p05 28.3 28.51 0.981 20 11p05 35.55 26.85 2.93 10 105-05 35.15 25.21 8.63 0 5p04 35.49 23.97 19.51 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 sample
  • 45. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: SNPs versus STRs uncorrected ordered by Powerplex/Qty RESULTADOS DEL TIPADO 120 100 powerplex identifiler 80 % success auto1 60 auto2 34plex 40 NC01 20 Minifiler 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 sample ordered by powerplex/Qty 120 100 powerplex identifiler 80 % success auto1 60 auto2 34plex 40 NC01 20 minifiler 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 sample
  • 46. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: SNPs versus STRs uncorrected ordered by Powerplex/Qty 120 100 powerplex identifiler 80 % success auto1 60 auto2 34plex 40 NC01 20 Minifiler 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 sample * Los sistemas de amplicón largo parecen ser afectados con una mayor agresividad por la inhibición. * Los SNPs muestran una elevada resistencia a la inhibición. * Una mayor concentración de ADN diana, polimerización más corta, y secuencias flanqueantes no repetitivas pueden ser las explicaciones mas plausibles para este fenómeno.
  • 47. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: SNPs versus STRs Inhibición Sin inhibición Powerplex Identifiler Minifiler Auto1 34plex Auto2 NC01 * tasa media de éxito antes y después de aplicar las medidas contra la inhibición. * Los resultados corregidos muestran una tendencia, cuanto mayor el amplicón, mayores las posibilidades de fallo.
  • 48. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: SNPs versus STRs DEGRADACIÓN EXTREMA 70-06 • 10 años enterrado en un bosque • Descubierto tras un incendio forestal • Restos calcinados 78p03 • 35 Años de degradación • Ambiente de degradación agresivo • Abundante crecimiento de mohos • Epífisis ausentes y tejido pulverulento Se aplicaron ambos métodos de extracción a estas piezas. 70-06 78p03
  • 49. Identifiler Powerplex 16 70-06 Identifiler Powerplex 16 78P-03
  • 50. Reduced amplicon STRs SNPs Mini-Filer Auto 1 Success 50% Success 100% NC01:3 STRs Auto 2 success 100% Success 100% 70-06 Mini-Filer Auto 1 Success 30% Success 100% NC01:3 STRs Auto 2 success 100% Success 100% 78P-03
  • 51. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 2: SNPs versus STRs RESOLUCIÓN DE LOS CASOS STRs +SNPs 19años 9/17 52/52 P: 98.28 99.9983 20p07 10años 0/17 52/52 P: - 99.993 70p06 4/8 MiniFiler 3/3 Mini-NC01 1/6 Mini-SGM
  • 52. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional PREDICCIÓN DE ORIGEN GEOGRÁFICO Y POBLACIONAL Enviado a PloS-One, in press
  • 53. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional SNPs INCLUIDOS EN EL MULTIPLEX Búsqueda en bases de datos on-line 34 SNPs Frecuencias alélicas • SNPs específicos de población 14 • AIMs 15 • SNPs no binarios 2 • SNPs fijados 3 Selección en base a: •La adecuada distribución de frecuencias interpoblacionales • Calidad de secuencia flanqueante
  • 54. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional Pool de SNPs seleccionados Multiplex optimizado Utilidad matématica on-line operativo en ADN degradado para el cálculo estadístico
  • 55. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional GENOTIPADO DE MUESTRAS POBLACIONALES: VALIDACIÓN • El 34plex distingue Europeos/africanos/asiáticos • Clasifica con un error Cercano a 0 • Se puede asociar con SNPs para identificación • Alta sensibilidad y robustez • Conocimiento preciso de un mayor número de poblaciones Muestras analizadas.- 34SNP plex SET INICIAL BOOTSTRAPPING SET DE CHEQUEO Mozambique Muestreo CEPH PANEL Somalia sintètico Galicia Dinamarca China Taiwan 120 muestras 1000X1000 1048 muestras de cada grupo
  • 56. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional Utilidad matemática: Resultado de salida Pigmeos (Blaka) – perfil completo Incluso los pigmeos que no forman parte de los grupos conocidos se clasifican sin error como africanos
  • 57. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional Utilidad matemática: Resultado de salida Mozambiqueño: 14 SNPs, 18 gaps Aún con 18 gaps si tenemos una muestra de un africano la clasificación es correcta (con error 0)
  • 58. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional Clasificación en poblaciones con mestizaje: Posible fuente de error Africa Cerdeña Europa Asia Europeo (Cerdeña) – perfil completo La población Sarda se clasifica correctamente pero con una LR mas baja. Esto sugiere la influencia de la emigración norte africana a Cerdeña
  • 59. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional Problemas cuando se analizan poblaciones similares Africanos Africanos Este Asia (Chinos) Europeos Sur Asia (Bengalíes) Europeos Asiáticos 2 poblaciones similares pueden erosionar la clasificación
  • 60. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional Población mestiza: Genotipado de población Afro- americana •El tipado de muestras de población afro-americana revela que para esta población mestiza, la predicción sigue siendo fiable en un altísimo número de casos • Solo tres individuos clasifican como europeos • La historia sociopolítica de estas poblaciones y la auto-designación del origen étnico dificultan la correcta valoración de estos resultados
  • 61. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional 34plex: Aplicación real Enviado a PloS-One, in press •7 perfiles de STRs no se corresponden con los sospechosos • Pregunta.- Son norte-Africanos o Europeos? - Poblaciones geográficamente próximas - Historia reciente común - Cierto grado de mestizaje con población sub-sahariana
  • 62. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional
  • 63. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 3: Origen Poblacional 3 muestras clasifican como norte-africanas RESULTADO DE 1 clasifica como europea LA PRUEBA 3 no dan una estima con suficiente confianza El test y su aplicación matemática, ofrecen para el trabajo de rutina forense un sistema de clasificación efectivo
  • 64. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 4: Parentesco Complejo Bloque 4: Casos de parentesco complejos Los SNPs autosómicos, ofrecen una serie de ventajas que explican su mayor efectividad en este campo: • Reducida tasa de mutación • Posiciones genómicas bien espaciadas en el genoma • Resistencia a la degradación
  • 65. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bloque 4: Parentesco Complejo Un número creciente de casos de aplicación exitosa STRs +SNPs 39p04 21/21 52/52 P: 99.799 99.994 51p08 STRs +SNPs 21/21 52/52 P: 98.3 99.98 Debido a los casos resueltos con éxito gracias a la incorporación de SNPs autosómicos, se puede asegurar que su adición constituye una solución adecuada para este tipo de casos.
  • 67. CONCLUSIONES Conclusiones BLOQUE 1: 1.-Sobre la adaptación forense del tipado de SNPs La reproducibilidad, exactitud, robustez, la sensibilidad y la informatividad nos permiten llegar a la conclusión de que la adecuación del tipado de SNPs al trabajo forense queda probada. 1.1.- Sobre la selección de los marcadores.- * El grado de información suministrada por los dos multiplexes de SNPs permite realizar con la suficiente confianza el cálculo probabilístico aún con los exigentes requerimientos del trabajo forense. 1.2.- Sobre el método de SNaPshot en casuística forense.- * El estudio demuestra que es posible y operativo el diseño de reacciones multiplex de alto rango (mas de 50 SNPs) para muestras forenses. * La sensibilidad del método de SNaPshot y su robustez quedan demostradas * La existencia de una serie de desventajas inherentes a la técnica de SNaPshot nos llevan a concluir que su substitución por otra alternativa, como el Genplex, podría ser beneficiosa.
  • 68. CONCLUSIONES Conclusiones BLOQUE 1: 1.3. - Sobre la tecnología Genplex como sucesora al SNaPshot.- * Este método de análisis presenta una enorme reproducibilidad, lo que permite la comparación de múltiples grupos de datos, incluso entre diferentes laboratorios. * El método Genplex es robusto y exacto permitiendo el correcto tipado de muestras problemáticas aunque muestren relaciones de intensidad de señal inusuales * El método de Genplex permite una mejor valoración de perfiles de mezclas biológicas ya que presenta un elevado grado de exactitud, y una relación correcta entre intensidad de señal y cantidad de producto * Sin embargo este método aún no se encuentra lo suficientemente optimizado para ofrecer una alternativa al SNaPshot en la rutina forense.
  • 69. CONCLUSIONES Conclusiones BLOQUE 2: 2.- El uso de SNPs en muestras altamente degradadas. La posibilidad de diseño de reacciones de PCR multiplex de amplicón corto hace suponer que el tipado de SNPs presentará una mayor tasa de éxito, en relación al tipado de STRs, en muestras de ADN altamente degradado 2.1.- Sobre el efecto de las sustancias inhibidoras de la PCR en muestras degradadas.- * La presencia de inhibidores en el extracto juega un papel crítico en la dificultad del trabajo con muestras degradadas, y debe ser contemplado incluso por encima de la degradación enzimática * El tipado de SNPs muestra una clara capacidad para soportar los efectos inhibitorios en la PCR. La mayor concentración inicial de ADN blanco sin degradar es la explicación más probable para esta observación * La inhibición de la reacción de la PCR puede ser limitada a través de la correcta preparación de la muestras y de la elección adecuada del método de extracción.
  • 70. CONCLUSIONES Conclusiones BLOQUE 2: 2.2.- Sobre el efecto de la fragmentación del ADN en la PCR de muestras degradadas * Dependiendo del estado de degradación, el volumen del extracto, y los resultados de cuantificación, el método de análisis deberá ser seleccionado entre STRs, SNPs o ADN mitocondrial. * Se ha comprobado que excepto en los casos de degradación más agresiva, fragmentos de hasta 300bps pueden ser amplificados con éxito con todos los sistemas. Sin embargo los SNPs ofrecen una mayor tasa de éxito si el ADN está severamente degradado. * La aplicación del tipado de marcadores de amplicón reducido, como los SNPs y los miniSTRs, a muestras degradadas ha demostrado ser una solución adecuada para los problemas que acarrea el trabajo con este tipo de muestras. * Para la elección de los marcadores se ha de tener en cuenta la informatividad del análisis, por lo que se recomienda el tipado de SNPs sobre el de miniSTRs.
  • 71. CONCLUSIONES Conclusiones BLOQUE 3: 3.- La aplicación del tipado de SNPs a la predicción de origen geográfico Los individuos pertenecientes a varias poblaciones que fueron tipificados con el multiplex Pop.Spec.34plex, resultaron clasificados correctamente. El grado de clasificación errónea del test es cercano a cero. El test y su aplicación matemática, ofrecen para el trabajo de rutina forense un sistema de clasificación efectivo, por lo que es razonable esperar que pueda encontrar un lugar entre las aproximaciones disponibles para la asignación de ancestralidad poblacional. 3.1- Sobre la capacidad de discriminación entre poblaciones geográficamente próximas * La comparación enfrentada, por pares de poblaciones, constituye una estrategia válida para la asignación del origen de una muestra entre poblaciones geográficamente próximas. * Sin embargo cabe destacar que esta comparación depende del que entre las poblaciones a comparar exista una cierta diferencia en las frecuencias génicas de los marcadores implicados, entre las poblaciones. * La selección de marcadores con la distribución de frecuencias adecuada podría permitir una separación mas fina incluso entre poblaciones con una historia común reciente, sin embargo el hallazgo de tales marcadores se presenta como una difícil empresa
  • 72. CONCLUSIONES Conclusiones BLOQUE 4: 4.- La resolución de casos complejos mediante el uso de SNPs Habida cuenta de los casos resueltos con éxito gracias a la incorporación de los multiplexes de SNPs al pool de marcadores forenses, se puede asegurar que, constituye una solución adecuada para el trabajo forense, rápida y fiable
  • 73. AGRADECIMIENTOS “Generally, I dislike fixedness in both long swords and hands. Fixedness means a dead hand. Pliability is a living hand. You must bear this in mind.” Miyamoto Musashi (1584-1645)