“La prova del DNA fra probabilità e certezza. Le basi metodologiche dell’identificazione individuale attraverso l’analisi del DNA” di Silvano Presciuttini

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Prof. Silvano Presciuttini, Lei è autore del libro La prova del DNA fra probabilità e certezza. Le basi metodologiche dell’identificazione individuale attraverso l’analisi del DNA edito da Giuffrè Francis Lefebvre: l’analisi del DNA è sempre in grado di produrre l’identificazione certa di un individuo?
La prova del DNA fra probabilità e certezza. Le basi metodologiche dell'identificazione individuale attraverso l'analisi del DNA, Silvano PresciuttiniNo. Anzi: l’analisi del DNA non produce praticamente mai un’identificazione certa di un dato individuo. Può sembrare paradossale che una tecnica così sofisticata non possa arrivare a dare una risposta definitiva se non in casi particolari, ma di fatto con questo paradosso dobbiamo convivere. È in buona parte questo il motivo che mi ha spinto a scrivere il libro.

Una situazione in cui il DNA identifica con certezza l’individuo che ha lasciato una traccia biologica è quella di un carcere, o anche di un’isola, per il quale o la quale siamo certi di conoscere tutti i residenti, e siamo anche certi che nessun altro può essere entrato per compiere il reato di cui ci stiamo occupando. Allora è anche certo che se otteniamo i profili genetici di tutti i residenti ce ne sarà uno che corrisponde a quello della traccia, e tale profilo identificherà univocamente il reo (la sola eccezione è che il profilo appartenga a due gemelli monovulari che sono ambedue residenti). Una situazione reale simile a questa fu quella che dette origine all’era del DNA nella genetica forense, l’ormai famoso caso del serial killer del Leicestershire (due omicidi con stupro di due ragazze) che fu identificato nel 1987 in seguito alla tipizzazione massiva di tutti i possibili autori materiali. Tuttavia in generale non è possibile restringere il novero dei possibili colpevoli ad un gruppo ben identificato di individui che si possano anche genotipizzare, ragione per cui si deve procedere sulla base di un singolo risultato, quello della corrispondenza, o meglio della compatibilità, fra il profilo di una traccia e quello di un sospettato. In tal caso il perito deve calcolare e presentare al giudice la probabilità che si verifichi quel risultato se il sospettato NON è il contributore: se essa è sufficientemente bassa (con le tecnologie attuali potrebbe risultare dell’ordine di uno su miliardi di miliardi), il giudice può attribuire a quella compatibilità un valore di prova. Comunque l’enunciato del perito è, o dovrebbe essere, di tipo esplicitamente probabilistico.

Come avviene l’analisi del DNA?
Un ciclo completo di analisi, dal campione al profilo genetico, consiste sostanzialmente di cinque distinte procedure: 1) estrazione del DNA, 2) quantificazione, 3) amplificazione, 4) separazione e rivelazione, e 5) identificazione degli alleli. Nell’estrazione le molecole del DNA sono separate dal resto del materiale campionato e vengono sciolte in mezzo liquido, poi si quantifica il DNA estratto ed eventualmente si diluisce alla giusta concentrazione, quindi si procede con la fase più critica di tutto il procedimento, che è l’amplificazione, ovvero la produzione in grande quantità dei segmenti di DNA specifici (“loci” o “marcatori”) che sono bersaglio dell’analisi; l’”amplificato” così prodotto viene quindi avviato alla macchina che provvede a separare il materiale e a “leggere” il risultato. Un apposito software, infine, esamina e cataloga tutti i segnali rilevati per assegnare l’identità a ciascun allele.

Oggi il grande sforzo delle compagnie biotecnologiche è di riuscire ad automatizzare queste procedure in un unico passaggio, senza intervento dell’operatore. La Applied Biosystems, ditta leader del settore, distribuisce già commercialmente uno strumento da banco che genera profili genetici di qualità forense in 90 minuti, e la ANDE, di Boston, ha prodotto nel 2018 il primo strumento utilizzabile addirittura “in campo” da persone non esperte. Non lo possiamo sapere (top secret), ma è verosimile che i resti di Al Baghdadi, che secondo Trump sarebbero stati identificati solo 15 minuti dopo la sua morte, siano stati analizzati con uno di questi strumenti.

Come si è evoluta negli ultimi decenni la valutazione del significato probatorio dell’analisi del DNA?
L’approccio tradizionale, dagli anni trenta del secolo scorso in poi, in ambito penale, è basato sulla cosiddetta probabilità di esclusione. Funziona così. Il confronto dei dati genetici di un sospettato con quello di una traccia conduce alla fine ad una banale dicotomia: o il soggetto è escluso o non lo è. Nel primo caso il sospettato è scagionato, e non c’è bisogno di analisi statistica. Vale la pena di raccontare che il primo caso mondiale di esclusione di un sospettato di omicidio sulla base di un dato genetico si verificò in Italia intorno al 1915, agli albori non solo della genetica forense, ma della genetica tout court: Leone Lattes, medico legale e pioniere dell’analisi del sangue, confrontò il sangue raccolto dall’indumento di un indiziato con quello della vittima e stabilì che il gruppo sanguigno era compatibile col primo e incompatibile con il secondo. Ciò avvalorava la tesi del sospettato, che diceva di aver perso sangue dal naso, e falsificava la tesi degli investigatori, che sostenevano che quello fosse sangue della vittima.

Se però il profilo genetico di un sospettato è compatibile con una traccia, ciò costituisce evidentemente un indizio contro il sospettato stesso, e il problema diventa quello di quantificare la forza di tale indizio. L’idea di base è semplice: più è alta la probabilità che un soggetto preso a caso, diverso dal sospettato, sia escluso dall’essere un possibile reo, maggiore è l’evidenza che il sospettato possa essere il vero reo. Il compito del perito è dunque di calcolare tale probabilità, di esclusione appunto, nell’ipotesi, come ho accennato prima, che il sospettato non sia il reo; sta poi alla corte decidere sulla gravità dell’indizio in base a quanto piccola sia la probabilità che la compatibilità osservata si sia verificata per caso.

Va detto che questo approccio discende concettualmente dal cosiddetto “approccio classico al test delle ipotesi”, una metodologia di valutazione dei risultati scientifici sperimentali che fu sviluppato nella prima metà del secolo scorso, ed è tuttora il metodo più applicato nelle discipline biomediche, metodo che è fortemente connotato da una filosofia falsificazionista. Si ragiona per contraddizione, applicando il procedimento logico della reductio ad absurdum, dove però l’”assurdo” non è una impossibilità ma piuttosto un livello estremo di inverosimiglianza. Se ad esempio i risultati di un certo esperimento sono altamente improbabili rispetto a ciò che ci si attenderebbe sulla base della pura casualità, l’ipotesi del caso si può rigettare, e ne deriva quindi una buona indicazione che l’ipotesi alternativa, quella favorita dalla procura, pardon, dallo scienziato, è fondata, e può quindi essere presa per buona.

Negli ultimi due decenni, tuttavia, si è affermata una corrente di pensiero, la cosiddetta scuola neo-bayesiana, che propone un approccio all’inferenza scientifica alternativo a quello classico.

I bayesiani sostengono che sia possibile, e anzi auspicabile, calcolare una probabilità per qualsiasi ipotesi che venga avanzata, anche la più stravagante, mentre nell’approccio classico alle ipotesi si può attribuire solo un valore di verosimiglianza, non di probabilità. Qui la faccenda diventa complicata. La verosimiglianza ha una sua definizione matematica: in pratica è la probabilità di un insieme di dati calcolata sotto una specifica ipotesi su come quei dati sono stati generati; i bayesiani rovesciano la frittata e calcolano la probabilità di quell’ipotesi alla luce dei dati raccolti. Ce n’è di che friggere i cervelli più acuti…

Nella genetica forense, comunque, l’approccio bayesiano passa necessariamente per il calcolo di un rapporto fra due verosimiglianze, quella dell’ipotesi dell’accusa e quella dell’ipotesi della difesa, rapporto che viene chiamato, con una brutta contrazione linguistica, “rapporto di verosimiglianza”. I bayesiani sostengono che il valore calcolato del rapporto di verosimiglianza, in ciascuna data situazione, è la quantità che deve essere riportata alla corte.

Cosa implica l’idea che la valutazione del significato probatorio dell’analisi del DNA debba configurarsi come un “rapporto di verosimiglianza”?
I sostenitori dell’approccio classico non obbiettano sul fatto che il rapporto di verosimiglianza sia uno strumento cardine dell’analisi scientifica dei dati. Il problema tecnico che essi sollevano è però che il rapporto di verosimiglianza è una rappresentazione incompleta della forza dell’evidenza contenuta nei dati stessi; senza la specificazione delle “probabilità a priori” delle due ipotesi in competizione, le quali probabilità però sono spesso di natura puramente soggettiva, il rapporto di verosimiglianza può dare una rappresentazione distorta.

Il problema più generale che viene sollevato è però che l’interpretazione di un rapporto di verosimiglianza è ostico, e può trarre in inganno non solo i giurati, che fanno parte del grande pubblico, ma anche gli esperti che testimoniano nei tribunali. Non sono rari i casi in cui gli avvocati della difesa hanno mostrato che il significato di un rapporto di verosimiglianza era stato frainteso, in primis dalla pubblica accusa – si parla infatti di “prosecutor fallacy” o fallacia del procuratore – e poi anche dalla giuria, con la conseguenza che i giudici d’appello hanno dovuto annullare le sentenze di primo grado anche in presenza di dati incontrovertibili.

Per quali ragioni l’analisi del DNA è considerata la “prova regina” sia in campo civile che penale?
Non so come sia nata la dizione “prova regina”, o chi per primo l’abbia usata. Fatto sta che in tema di identificazione personale l’analisi del DNA non ha eguali in campo biologico. Siamo geneticamente diversi l’uno dall’altro per un numero così grande di varianti genetiche che è difficile calcolare la probabilità che i genomi di due individui siano uguali; forse è minore del reciproco del numero degli atomi dell’universo. Nelle analisi forensi si usa un ristretto numero di marcatori validati, ma la potenzialità è quasi infinita. Perfino due gemelli monovulari non non hanno genomi perfettamente identici: nonostante essi derivino da un’unica cellula, le due linee cellulari conseguenti alla divisione dell’embrione nel precocissimo stadio di sviluppo accumulano necessariamente alcune mutazioni genetiche, che sarà possibile identificare nei tessuti dei due soggetti adulti. Si può citare il caso dei due gemelli Edmond ed Eduard Trushi, che l’hanno fatta franca per alcune delle loro rapine grazie al fatto che i loro profili genetici sono indistinguibili, e in ambito processuale non si poteva stabilire sulla base delle tracce biologiche chi dei due avesse commesso il reato. In un prossimo futuro anche loro potranno essere discriminati.

Tutto ciò vale anche per l’inferenza sulla parentela biologica esistente fra due o più individui. L’analisi della condivisione fra individui dei segmenti cromosomici è talmente precisa da non lasciare adito a dubbi sulla loro vera parentela.

Quali sfide e problemi solleva l’interpretazione dei dati in genetica forense?
La prova del DNA si presenta sia in casi di di giustizia civile che penale. Nel primo caso la situazione più tipica è quella dell’indagine di paternità, ma altri campi di applicazione si sono molto espansi in anni recenti, dall’identificazione delle vittime di disastri di massa al ricongiungimento familiare in questioni di immigrazione. In ambito penale, la situazione classica è quella dell’attribuzione di una traccia biologica ad un dato individuo, ma con la diffusione recente delle basi di dati di DNA un settore in rapida espansione è la “ricerca in database”, dove il profilo genetico di un individuo noto viene confrontato con centinaia di migliaia o milioni di profili di DNA archiviati, alla ricerca di un riscontro diretto o anche parziale, che potrebbe essere suggestivo dell’identificazione di un parente di quell’individuo. In tutti questi casi “non-standard” l’interpretazione dei dati pone difficoltà ancora maggiori che nei casi tipici.

Quale futuro per la prova del DNA in ambito forense?
La tecnologia attualmente usata nella genetica forense è basata sulla tipizzazione di particolari marcatori genetici, detti STR, da short tandem repeats; essa è stata sviluppata nella seconda metà degli anni 90 nell’ambito del progetto Genoma Umano, ed è stata poi applicata alla genetica forense, consolidandosi lentamente in procedure standardizzate che ormai sono mature e difficilmente suscettibili di miglioramenti. In anni recenti si è invece sviluppata enormemente la tecnologia di tipizzazione di un altro tipo di marcatori, i cosiddetti SNP, da single nucleotide polymorphism. Oggi è possibile tipizzare un singolo individuo per centinaia di migliaia di SNP in tempi rapidi e a basso costo. Gli SNP rappresentano indubbiamente il futuro della genetica forense, perché offrono una capacità di discriminazione molto maggiore degli STR a costi minori. Bisognerà vedere in quanto tempo questa tecnologia soppianterà o si integrerà con quella precedente. Il maggior ostacolo alla transizione è rappresentato dai database di profili genetici attualmente esistenti (diversi milioni di individui nel mondo), che sono basati sugli STR, e che governi e forze di polizia non vorrebbero rendere inutili a causa di un cambiamento nella tecnologia di base.

Silvano Presciuttini, ricercatore in Genetica all’Università di Pisa, ha tenuto per decenni il corso di Genetica delle Popolazioni e, negli ultimi anni, quello di Biostatistica. Si è occupato di genetica umana, sia in aspetti evoluzionistici e popolazionistici, che in ambiti applicativi, sulla suscettibilità genetica ai tumori e in genetica forense. È stato per molti anni referente dell’associazione scientifica GeFI (Genetisti Forensi Italiani) per l’analisi statistica degli studi collaborativi. Recentemente ha fatto parte di collegi peritali sull’analisi del DNA in processi sia civili che penali.

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