Microbioblogando: MICROBIOLOGIA FORENSE - Parte I
MICROBIOLOGIA FORENSE - Parte I
Bioterrorismo e biocrime
O instinto de justiça é inerente ao ser humano. Desde pequenos delitos até aqueles que envolvem perdas de vidas humanas, nosso intuito é sempre procurar os culpados e fazer com que sejam punidos. Mas a ideia de punição está atrelada à culpa. Podemos julgar e condenar um indivíduo, atribuindo-lhe a culpa por algum ato criminoso? E se nosso julgamento for falho e um inocente responder por um crime que não cometeu? Para garantir que isso não aconteça, a Ciência Forense alia conhecimentos de diversas áreas para produção de dados robustos que corroborem hipóteses e ofereçam subsídios para a condenação dos reais culpados de um crime.
A Ciência Forense é uma área da investigação criminal que, por meio de técnicas precisas, dá suporte às investigações criminais. Ela tem como foco principal excluir um suspeito envolvido ou não em um crime e, com isso, livrar um inocente por algo que não cometeu. Aliando química, biologia, física, matemática, antropologia e outras tantas áreas, é capaz de apurar a verdade sobre os atos cometidos pelo suspeito.
Os primeiros relatos de ciência forense datam do século VII, na China, em que Ti Yen Chieh se tornou célebre por usar lógica e provas forenses na resolução de crimes. Ainda na China, no século XII, um livro detalhava os sinais de afogamento e estrangulamento e de que forma as feridas poderiam revelar o tipo de arma utilizada no crime. No século XVI, médicos europeus, como Ambroise Paré, passaram a estudar as circunstâncias da morte e os efeitos da morte violenta em órgãos internos. Os médicos Fortunato Fidelis e Paolo Zacchia estudaram as mudanças ocorridas no corpo em decorrência de enfermidades. François Immanuele Fodéré publicou, no final do século XVII, o livro "Um tratado sobre medicina forense e saúde pública", enquanto Johann Peter Frank publicou "O sistema completo de medicina da polícia".
No século XVII a ciência forense já era ensinada nas universidades da Europa. Thomas Joseph Gall criou a pseudociência chamada Frenologia, em que atribuía características do caráter do indivíduo à forma do seu crânio. Por motivos óbvios hoje, essa prática caiu em desuso. Entretanto, serviu como base para a elaboração dos retratos falados, baseados em partes do rosto, para identificação de suspeitos.
A ciência forense lança mão de uma série de áreas distintas para auxiliar na resolução de complexos quebra-cabeças. Na biologia, o uso de análises de sequências de DNA é fundamental para identificação de suspeitos e vítimas. Um dos melhores exemplos de uso da biologia é a entomologia forense, que pode ser empregada na determinação do intervalo post mortem, por meio da análise dos insetos que colonizam o cadáver; na elucidação do local da morte; casos de abuso e maus-tratos, bem como casos de pragas urbanas usadas propositalmente.
Uma área da biologia relativamente recente é a Microbiologia Forense. Seu objetivo é usar a análise microbiológica para excluir, associar ou atribuir a culpa por um crime. Inclui uma gama de organismos: vírus, bactérias, fungos, parasitos, reservatórios de doenças infecciosas e ainda, toxinas bacterianas e fúngicas.
A microbiologia forense teve destaque quando ocorreram os casos de Antraz nos EUA, por ocasião dos eventos de 11 de setembro de 2001. Como o antraz é causado por uma bactéria, o envio de esporos pelo correio para diferentes pessoas foi caracterizado como bioterrorismo.
Mas quando essa área teve início realmente?
Na Bíblia, quando Deus pede ao faraó para libertar os escravos israelitas e quando ele não o faz, envia 10 pragas ao Egito. Na Roma antiga, eram jogadas carniças nos poços para contaminar os reservatórios de água dos inimigos. No século XIV, durante a epidemia de peste bubônica na Ucrânia, os corpos das vítimas eram lançados em catapultas, sendo usados como armas. O Japão, durante a Segunda Guerra Mundial, lançou sobre a China, por meio de aviões, pulgas criadas em laboratórios, contaminadas com Yersinia pestis.
Em 1984, seguidores de Baghwan Sri Rajneesh tentaram afetar a eleição local em Dalles, Oregon, EUA, ao contaminar recipientes de saladas em restaurantes da região com Salmonella tiphymurium, e 751 pessoas tiveram infecção alimentar. Em 1993, o culto Aum Shinrikyo tentou disseminar antraz em Tókio, do telhado de um prédio. Em 1996, em Dallas, Texas, EUA, 12 pessoas que trabalhavam em um laboratório do St. Paul Medical Center tiveram diarreia aguda severa. Amostras de Shigella dysinteriae tipo 2 foram isoladas das fezes dos doentes e descobriu-se que um técnico do laboratório havia contaminado propositalmente os alimentos consumidos pelas vítimas. Em 2001, na Alemanha, um surto de E. coli enteroagregativa associado aos brotos de feijão, afetou 2400 pessoas e causou 24 mortes.
Além destes exemplos, podemos citar também aqueles que envolvem toxinas bacterianas e fúngicas. No século VI, assírios contaminavam a água com ergot, uma toxina produzida pelo fungo Claviceps purpúrea. Depois da Segunda Guerra Mundial, na Rússia, as farinhas foram contaminadas com o fungo Fusarium, e o pão produzido causava doenças nos civis. Existem relatos também de toxinas fúngicas sendo liberadas na forma de "chuva amarela" na China e no Afeganistão, afetando mais de 10 mil pessoas.
Agricultura e pecuária também podem ser impactadas por ataques biológicos. Em 1845 e 1846 a ferrugem da batata na Irlanda foi responsável pela fome e, em consequência, morte de milhões de pessoas. Recentemente, a imprensa vem noticiando o recebimento de sementes oriundas de países da Ásia, por pessoas de vários locais do mundo, inclusive do Brasil. Ainda não se sabe quais são as plantas nem a motivação dos envios, mas é preciso investigar. Plantas exóticas podem se tornar pragas agrícolas, competir com as plantas nativas e dizimar nossas culturas. Sementes contaminadas com patógenos vegetais, como fungos e bactérias, podem levar à sua disseminação e prejudicar a produção agrícola mundial.
Riscos biológicos e biovigilância
Os riscos biológicos envolvem a medicina, a saúde pública e a lei e podem ser descritos como: surgimento natural de um microrganismo (SARS-CoV-2); liberação acidental de um patógeno; biocrime; bioterrorismo; e guerra biológica. A partir da descoberta de um risco biológico, a microbiologia forense visa identificar o microrganismo, padronizar e validar as evidências legais. Cabe à Organização Mundial da Saúde realizar a biovigilância, e esse cuidado é importante, pois doenças com potencial pandêmico podem atingir o mundo em horas ou dias, principalmente disseminadas pelas viagens. Veja como exemplo a SARS (2002 e 2003), H1N1, H1N5 e H7N9 (2009), MERS (2012) e a Covid-19 (2020).
A OMS faz o monitoramento das ameaças à saúde, especialmente na interface do ecossistema homem-animal, levando em conta zoonoses emergentes, zoonoses já conhecidas, resistência antimicrobiana e zoonoses veiculadas por alimentos. O objetivo é reduzir surtos, sejam eles naturais, acidentais ou propositais, com resposta rápida usando coordenação multissetorial e internacional.
O bioterrorismo envolve a ameaça ou uso de agentes biológicos por indivíduos ou grupos motivados por objetivos políticos, religiosos, ecológicos ou ideológicos e normalmente criminosos, com intuito de extorsão, vingança, desejo de aterrorizar vítimas específicas e assassinato.
O caso mais conhecido de bioterrorismo é o Amerithrax. Em 2001, entre 4 de outubro e 20 de novembro, 22 pessoas contraíram antraz e 5 morreram. A investigação levou 9 anos e levou ao desenvolvimento da microbiologia forense.
A bactéria Bacillus anthracis é capaz de produzir esporos, os quais são extremamente resistentes a condições ambientais adversas, podendo ficar latentes por muitos anos. Isso faz com que estas bactérias sejam muito estáveis geneticamente, quase não sofrendo alterações ao longo do tempo. A estabilidade genética é um complicador, pois dificulta traçar a origem das linhagens, uma vez que todas são muito similares.
Não havia uma metodologia estabelecida para a análise genética das linhagens. Inicialmente analisou-se o comprimento de regiões repetitivas em tandem, visando estabelecer as diferenças genéticas, mas essas não foram informativas. Partiu-se então para o sequenciamento do genoma total dos isolados. A partir destes resultados, descobriu-se que, embora todos pertencessem à linhagem Ames de Bacillus anthracis, alguns tinham inserções e duplicações no material genético, especialmente relacionadas com características de esporulação. Dentre os 29 laboratórios investigados, públicos e privados, apenas um continha a linhagem com as mutações. Assim, sua origem ficou determinada, e concluiu-se que as alterações genéticas haviam surgido ao acaso, devidas aos sucessivos repiques da linhagem selvagem em laboratório.
Mas como encontrar o culpado?
O suspeito deveria ter acesso ao laboratório e conhecimento científico suficiente para produzir os esporos em grande quantidade. Além disso, deveria ter noção do impacto de seus atos e motivação para o crime. Pensando desta forma, os próprios pesquisadores que auxiliavam na investigação tornaram-se suspeitos!
O Dr. Bruce Ivins se encaixava no perfil elaborado pelo FBI. Ele tinha acesso irrestrito ao laboratório, havia trabalhado à noite e no final de semana anterior ao envio das cartas, tinha histórico de problemas psicológicos e se encontrava sob grande pressão no trabalho. Antes do final da investigação, o Dr. Ivins cometeu suicídio, o que evidenciou ainda mais o seu provável envolvimento com o crime.
Este caso teve grande repercussão na mídia, o que gerou bastante confusão, atrapalhando as investigações. As publicações na época foram limitadas e existem até hoje dados não publicados.
Um biocrime se caracteriza pelo uso de um microrganismo na execução de um crime, com o intuito de prejudicar, amedrontar e até mesmo matar um ou mais indivíduos. Um exemplo importante de biocrime foi o caso da transmissão proposital de HIV-1 por um médico gastroenterologista de Laffayete, Louisiania, nos EUA. Ele contaminou a ex-namorada com sangue de um paciente HIV positivo, durante uma discussão. Foi a primeira vez em que dados de análise filogenética foram aceitos como evidências em uma investigação criminal.
Foram analisados clones do vírus isolados da vítima e do paciente HIV positivo, bem como de HIVs de indivíduos controle, da mesma região. A análise dos genes env (envelope) e gp120 (glicoproteína) indicaram que o vírus sofre muitas mutações e é muito heterogêneo. Entretanto, os vírus isolados da vítima e do paciente podem ser agrupados, têm origem comum, enquanto os vírus dos controles são muito diferentes. Ou seja, a chance de que a vítima tivesse sido infectada por outro vírus, que não aquele que lhe fora injetado propositalmente, era ínfima. Estas evidências foram aceitas pelo tribunal e o médico foi condenado por tentativa de homicídio.
A microbiologia forense pode ser muito útil na elucidação de crimes. Nos próximos posts serão abordados o uso do microbioma humano na identificação de indivíduos e a micologia forense, na determinação de intervalo post mortem e identificação de culpados de crimes.
Amerithrax. https://www.fbi.gov/history/famous-cases/amerithrax-or-anthrax-investigation. Acesso em 08/10/2020.
Amerithrax Investigative Summary.
https://www.nytimes.com/interactive/projects/documents/amerithrax-investigation-report. Acesso em 08/10/2020.
METTZKER et al. Molecular evidence of HIV-I transmission in a criminal case. PNAS, 99 (22),14292-14297, 2002. https://www.pnas.org/content/99/22/14292 Acesso em 08-10-2020.
RASKO et al. Bacillus anthracis comparative genome analysis in support of the Amerithrax investigation. PNAS, 108 (12), 5027-5032, 2011. https://www.pnas.org/content/108/12/5027. Acesso em 08/10/2020.
Postado por Patricia do Rocio Dalzoto às 09:30
Patricia do Rocio Dalzoto
Bióloga, Doutora em Genética de Microrganismos e Professora de Microbiologia. Além da Biologia, meus interesses são diversos: cinema, música, desenho, livros, francês e tantos outros. Acredito que ensinar é compartilhar aquilo que amamos e me alegra pensar que estou contribuindo para a (in)formação de pessoas.