Artigo de revisão
EPIGENÉTICA E MEDICINA FORENSE: UMA REVISÃO SISTEMÁTICA
Como citar: Botti H, Almeida ABGD, Figueiredo ALDS, Paradela ER. Epigenética e Medicina Forense: uma revisão sistemática. Persp Med Legal Pericia Med. Vol. 10, 2025; 250301
https://dx.doi.org/10.47005/250301Aceito em 03/10/2025
O autor informa não haver conflito de interesse.
EPIGENETICS AND FORENSIC MEDICINE: A SYSTEMATIC REVIEW
Resumo
INTRODUÇÃO: Um aspecto importante na Medicina Forense é a análise das amostras biológicas, que podem ser limitadas. A Epigenética - estudo dos processos que alteram a expressão de genes, é capaz de propor soluções para isso. OBJETIVOS: Este trabalho busca responder a seguinte questão: Como a Epigenética, mais especificamente a análise dos padrões de metilação do DNA, pode auxiliar na Medicina Forense? MÉTODO: Esta revisão de literatura baseou-se na plataforma PubMed. Foram selecionados 7 artigos que relacionavam Epigenética com a Medicina Forense através dos descritores: “Epigenetics” (Epigenética), “Forensic Medicine” (Medicina Forense) e “DNA methylation” (metilação do DNA). Para fundamentação teórica de Medicina Forense foram adotados os termos “Forensic Medicine” e “Forensic genetics” (Genética Forense), com 3 trabalhos escolhidos. Para Epigenética tem-se: “Epigenetics” e “DNA methylation”, totalizando 7 trabalhos. Em todas as buscas foram aplicados os filtros: “Free Full Text” (texto gratuito e na íntegra), “Systematic Review” (revisão sistemática da literatura) nos últimos 5 anos. RESULTADO: A análise de metilação do DNA é capaz de identificar a origem tecidual da amostra coletada, supor a idade cronológica, distinguir entre os sexos e até mesmo predizer características como a coloração do cabelo e do olho. Assim, proporciona maiores informações para a investigação forense. CONCLUSÃO: São necessárias mais pesquisas para estabelecer um padrão de análise dos níveis de metilação do DNA e um maior banco de referências - levando em consideração a capacidade mitótica dos tecidos, o tipo de célula e a etnia do portador.
Palavras Chave: Epigenética; Medicina Forense; Metilação do DNA
Abstract
INTRODUCTION: An important aspect in Forensic Medicine is the analysis of biological samples, which can be limited. Epigenetics - the study of processes that alter gene expression, is capable of proposing solutions for this processing. OBJECTIVE: This work aims to answer the following question: How can Epigenetics, more specifically the analysis of DNA methylation patterns, help in Forensic Medicine? METHOD: This literature review was based on the PubMed platform. Seven articles that related Epigenetics with Forensic Medicine were selected using the descriptors: “Epigenetics”, “Forensic Medicine” and “DNA methylation”. For the theoretical basis of Forensic Medicine, the terms “Forensic Medicine” and “Forensic genetics” were adopted, with 3 papers chosen. For Epigenetics we have: “Epigenetics” and “DNA methylation”, totaling 7 publications. In all searches, the following filters were applied: “Free Full Text”, “Systematic Review” in the last 5 years. RESULTS: DNA methylation analysis is capable of identifying the tissue of origin of the collected sample, guessing chronological age, distinguishing between sexes and even predicting characteristics such as hair and eye color. Thus, it provides more information for forensic investigation. CONCLUSION: More research is needed to establish a standard analysis of DNA methylation levels and a larger bank of references - taking into account the mitotic capacity of tissues, the cell type and the ethnicity of the carrier.
Keywords (MeSH): Epigenetics; Forensic Medicine; DNA Methylation
1. INTRODUÇÃO
1.1. INTERSECÇÃO E IMPORTÂNCIA DO ESTUDO
Esse trabalho foi desenvolvido com o objetivo de analisar a relação entre Epigenética e Medicina Forense, assim como sua relevância dentro do ambiente criminal e pericial, demonstrando sua aplicabilidade na suposição da idade cronológica e tecidual de uma amostra biológica, bem como os loci em que esses testes foram realizados.
Desde o seu primeiro uso criminal em 1987, a análise do DNA como evidência biológica revolucionou a investigação forense (1). Hoje, sabe-se que, diferentemente do estudo de uma amostra, que é fenotipicamente neutra, o exame de padrões de metilação do DNA possibilita a determinação do tecido de origem dessa amostra, assim como sua idade (2). O estudo de Hadrill (1), ressaltou que o avanço nessa área de pesquisa está introduzindo novas tecnologias que, por meio da Epigenética, permite uma busca detalhada em amostras forenses mais difíceis de serem examinadas.
A Epigenética (epi: acima, genética: genes) constitui um importante padrão de regulação da expressão gênica sem a alteração do DNA (3). Por meio dessas modificações no padrão da estrutura do ácido desoxirribonucleico (DNA), uma aplicação potencialmente promissora é a análise de biomarcadores baseados em níveis de metilação deste ácido na amostra, para predizer sua idade cronológica (4).
Para Koop (5), a determinação da idade de um indivíduo por meio do seu padrão de metilação torna-se relevante em situações como em jovens migrantes sem documentação adequada, identificação de falecido sem reconhecimento e para estudo de doador de traços de sangue, além de seu estudo entre diferentes etnias.
Os níveis de metilação do DNA ao longo do genoma funcionam como uma resposta aos vários estímulos ambientais em que o indivíduo foi exposto, breves ou longos, resultando em variações epigenômicas próprias referidas como “Digitais Epigenéticas” (2).
Atualmente, de acordo com os estudos de Paparazzo (4), o método mais fidedigno para análise da idade cronológica de uma amostra biológica por meio de biomarcadores de metilação são representados pelo chamado “Relógio Epigenético” e utilizam como base tecnologias de microarray (em tradução livre – microarranjos).
1.2. EPIGENÉTICA
A Epigenética pode ser definida como o estudo das alterações herdáveis no DNA e histonas sem alteração concomitante na sequência de nucleotídeos (6).
Além das informações contidas na sequência de bases do DNA, é possível analisar uma outra camada, formada por alterações químicas, que influenciam a expressão gênica (1). Essas alterações Epigenéticas podem resultar em remodelamento da cromatina e com a subsequente ativação ou inativação de um gene (7). Somado a isso, essas modificações apresentam grande importância no crescimento e desenvolvimento celular, assim como respondem a estímulos ambientais (8).
Vale ressaltar, que esses processos são plásticos e influenciados por fatores endógenos e exógenos, podendo ser propagados por gerações e alguns são reversíveis por alterações nutricionais e estilo de vida (6). Os principais mecanismos envolvidos em Epigenética são a Metilação do DNA, as modificações de histonas e alterações de micro-RNA (miRNA) (9).
A Metilação do DNA é o processo Epigenético mais comumente estudado e ocorre por adição de um grupamento metil em regiões do DNA onde um nucleotídeo de citosina está próximo a um nucleotídeo de guanina, chamado de “ilhas CPG”. Mais especificamente, esse mecanismo ocorre na forma 5’-citosina guanina- 3’ dinucleotídeo e culmina na redução da expressão do gene afetado (silenciamento gênico) (10). Esse grupamento metil advém de um cofator enzimático, S-adenosilmetionina, sendo esse processo catalisado pela enzima DNA metiltransferase (DNMT) (11). É um processo reversível, pós-traducional do DNA que pode permanecer por curtos ou longos períodos, a depender de fatores herdáveis, somáticos e ambientais (KERR, 2019).
As enzimas DNMT3A e DNMT3B são responsáveis pela adição do grupamento metil à base de citosina durante o processo de metilação de novo e a DNMT1 é responsável por manter o padrão de metilação durante as divisões celulares subsequentes (3). Esse mecanismo pode ser revertido ativamente pelas enzimas Ten-eleven translocations (TETs) a partir da oxidação da base metilada (8).
Além disso, é importante ressaltar que a metilação do DNA, comparada a outras alterações Epigenéticas, é preferida na medicina forense pela sua estabilidade in vitro e alta sensibilidade em termos de quantidade de DNA necessário para análise (2).
Dessa forma, propomos uma definição de Epigenética sendo o estudo de processos herdáveis, plásticos, potencialmente reversíveis que influenciam na expressão gênica sem alterar a sequência genômica. Além disso, seus fenômenos ocorrem em áreas propícias para ligações químicas, as quais acarretam em alterações físicas que podem impedir ou favorecer a expressão do gene afetado.
1.3. MEDICINA FORENSE
A Medicina forense corresponde a um ramo da medicina relacionado, além de outros aspectos jurídico-legais, à identificação de fragmentos humanos (12). Apesar de sua relevância ultrapassar as investigações policiais envolvendo homicídios, este será o alvo das discussões acerca deste tema para este trabalho.
Nesse contexto, para que essa reconstrução seja possível, alguns processos são necessários. Antes da abordagem epigenética, que apresenta um grau de sofisticação maior, os processos identificados, cronologicamente, antes são de simples aplicação. A identificação do momento de morte de um indivíduo, baseia-se em processos naturais produzidos pelo corpo e pelo ambiente, dividindo-se em pós morte recente e tardio (13). Dentre eles estão a análise de fatores físicos, físico-químicos e bacteriológicos. Ocorre que, segundo Tozzo (13), estes processos não são capazes de, sozinhos, determinarem com precisão o tempo de morte de um ser humano, dado que são influenciados pelo ambiente, local e características individuais – como comorbidades, sexo e idade. O autor enfatiza que com a modernização desta ciência, outros parâmetros complementam as investigações. Nesse contexto, a molécula de DNA se apresenta como um bom marcador: é um componente estável da célula, com degradação em ritmo constante.
Ao se discutir a análise do DNA, cabe mencionar sobre a coleta do material utilizado – sendo este um passo de extrema importância no contexto forense. Para Bruijns (14), a coleta da amostra é uma das etapas cruciais na investigação. O processo consiste, de forma simplificada, nos seguintes momentos: o material é colhido através de um swab, geralmente úmido, com subsequente separação e lise das células; por fim, sofre um processo de amplificação, que pode ser precedido por quantificação. O entendimento desta fase acrescenta muito à discussão apresentada por este trabalho, dado que os materiais disponíveis em uma cena do crime são, na maioria das vezes, escassos. Dessa forma, sua quantidade e qualidade irão direcionar as possibilidades de técnicas de análise, que são discutidas mais à frente. Ainda, segundo Bruijns (14), especialistas afirmam que há uma necessidade urgente por aparelhos de análise rápida de DNA que possam ser utilizados na cena do crime.
1.4. OBJETIVO
Este trabalho tem como objetivo geral avaliar as contribuições da Epigenética dentro do contexto da Medicina forense. De forma mais específica, revisar a literatura atual sobre a análise de padrões de metilação do DNA, bem como suas limitações e aplicações. Assim, buscar responder a seguinte questão: Como a Epigenética, mais especificamente a análise dos padrões de metilação do DNA, pode auxiliar na Medicina Forense?
2. MÉTODO
Este estudo foi desenvolvido com base na Revisão de literatura, com a metodologia adotada descrita nas seções abaixo.
2.1. A EPIGENÉTICA APLICADA À MEDICINA FORENSE
De forma a compreender melhor a aplicação da Epigenética na Medicina Forense, sendo essa a base do presente trabalho, adotamos uma seleção de literatura focada nessa relação, com o método descrito abaixo.
Este trabalho teve como base a plataforma PubMed, onde foram aplicados os termos “Epigenetics”, “Forensic Medicine” e “DNA methylation” – em português: Epigenética, medicina forense e metilação do DNA. De forma complementar, foram adicionados os filtros de texto gratuito e na íntegra (“Free Full Text”), adicionados os trabalhos de revisão e revisão sistemática, somado ao recorte dos últimos 5 anos.
Dos 15 resultados, 7 foram eliminados após a leitura dos títulos e mais dois após a análise dos resumos, restando 5 para leitura na íntegra, bem como para discussão e análise. Como critério de inclusão, adotamos os artigos disponíveis em língua portuguesa, inglesa e espanhola e os textos que abordaram a Epigenética aplicada à medicina forense. Foram excluídos os trabalhos em línguas estrangeiras que não as adotadas por esta revisão e os que apresentavam temas muito específicos ou que não abordavam o campo da medicina forense.
De uma forma mais detalhada, os estudos de Hadrill (1) e de Sabeeha (2) discorrem sobre os modelos de análise de DNA, dentro do contexto epigenético, no âmbito da Medicina Forense. Já os trabalhos de Bell (15); Koop (5) e Paparazzo (4) abordam a questão do chamado “Relógio Epigenético” e sua utilidade para o meio forense.
2.2. EPIGENÉTICA
Durante a leitura, constatou-se que são poucos os trabalhos que se preocupam com as explicações acerca da Epigenética. De forma a detalhar melhor a análise sobre Epigenética, realizamos uma segunda busca, utilizando os descritores “Epigenetics” (Epigenética) e “DNA methylation” (metilação do DNA), aplicamos os filtros “Free Full Text” (texto gratuito e na íntegra), “Systematic Review”(revisão sistemática da literatura) nos últimos 5 anos e achamos 126 resultados, sendo destes, apenas 7 utilizados como material para leitura completa. Os critérios de inclusão foram: Definição e conceituação clara e detalhada sobre Epigenética e padrão de metilação. Não foram adotados, para esta pesquisa, os trabalhos que versavam sobre temas que não a Epigenética ou que escolheram um recorte muito específico sobre ela.
Mais especificamente, os estudos de Becerra (6) e Deng (8) discorrem sobre a Epigenética em doenças crônicas e autoimunes. Já Rasmussen (9); Parade (10) e Jacques (3) abordam as alterações do comportamento cotidiano e estilo de vida no contexto epigenético. Payet (11) e Khouly (7), abrangem mais mecanismos epigenéticos como RNA’s não codificantes e modificações de histonas.
2.3. A MEDICINA FORENSE
Uma das bases deste trabalho é a Medicina Forense, que de forma semelhante a Epigenética, merece uma pesquisa mais detalhada. Para isso, o termo “Forensic Medicine” (Medicina Forense) somado ao termo “Forensic genetics” (Genética Forense) foi aplicado na plataforma PubMed. Como filtros, adotamos os artigos em portugues e inglês disponibilizados na íntegra (“Free Full Texts”) e publicados nos últimos 5 anos, na modalidade de revisão sistemática da literatura (“Systematic Review”). Como resultado foram disponibilizados 34 trabalhos e, dentre esses, selecionados os que abordaram de forma clara a Medicina Forense, totalizando 3 trabalhos. O trabalho desenvolvido por Finaughty (12), menciona os diferentes aspectos que caracterizam a atuação da Medicina Forense, sendo essa identificação de grande valor na construção deste artigo. É complementada pela abordagem de Tozzo (13), que discorre sobre os processos físicos, biológicos e químicos que ocorrem no momento pós morte, uma parte importante na reconstrução de um caso criminal. Por fim, Bruijns (14), esclarece a forma como o material a ser analisado é coletado. Esse entendimento é de grande contribuição para a complementação desta pesquisa dado que a quantidade e qualidade do material utilizado ditam o tipo de técnica capaz de ser utilizada.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1. ANÁLISE DO DNA
Inicialmente, os modelos de configuração Epigenética e de padrões de metilação do DNA humano são formados ainda no período embrionário e todo o desenvolvimento pré natal desse complexo entre mãe e filho se torna de extrema relevância para a adequada evolução saudável do embrião (9).
A Análise do DNA, apesar de ser usada em casos criminais há quase 40 anos, ainda apresenta limitações relacionadas à qualidade da amostra colhida. Nesse contexto, a epigenética se apresenta como um valioso recurso, gerando uma nova forma de processar o material genético (1).
Vale dizer que, mesmo o DNA sendo de grande ajuda na identificação de partes humanas, nem todos os ambientes em que as amostras são encontradas contribuem para a preservação dessa molécula, nesse caso a utilização de materiais de osso podem ser úteis como o estudo de Finaughty (12), esclarece sendo a amostra mais utilizada atualmente.
A análise dos níveis de metilação do ácido desoxirribonucleico (DNA), abordada previamente neste trabalho, é capaz de estimar a idade do doador da amostra, bem como identificar o tipo de tecido coletado, sendo este o foco dos estudos mais recentes (1). Sua importância se deve, em parte, por sua maior estabilidade in vitro e maior sensibilidade quando comparada a outras formas de modificações Epigenéticas (2).
De forma menos expressiva na bibliografia atual, também é discutida sua aplicação na diferenciação de gêmeos monozigóticos, que compartilham o mesmo genoma, e o grau de acometimento do tabagismo (1). Ainda, no contexto forense, pode ser usada na identificação entre os sexos e na predição de características como a coloração do cabelo e do olho (2).
Nesse panorama, a identificação do tipo de tecido, além de contribuir na construção do caso, pode ser aplicada como um passo inicial na análise do material, direcionando melhor os marcadores a serem utilizados na investigação da amostra (2).
3.2. RELÓGIO EPIGENÉTICO
Uma importante área da análise do DNA de uma amostra para o âmbito forense é a possibilidade de predizer a idade cronológica do portador daquele material biológico. O estudo de Koop (5) demonstra alguns exemplos dessa utilidade para jovens migrantes sem documentação adequada, identificação de falecido sem reconhecimento e para estudo de doador de traços de sangue.
Vale dizer que a idade cronológica pode diferir da idade biológica de um indivíduo. No trabalho de Bell (15) foi demonstrado que alguns fatores podem causar divergências dessas duas medidas como o comprometimento por doenças e o hábito do tabagismo. Por outro lado, Koop (5) ressalta que alta posição socioeconômica e até o estudo demonstraram idades Epigenéticas reduzidas.
Por outro lado, Paparazzo (4) destaca a necessidade de diretrizes para o uso dessas técnicas no ambiente laboratorial. Em seu trabalho, destaca alguns loci propostos para a análise da idade como Clorf 132, FHL2, ELOVL2, TRIM 59, PDE4C, PENK, ASPA e os testes utilizados foram os de pirosequenciamento, sequenciamento paralelo massivo, análise por SNaPshot e EpiTYPER os quais não demonstraram divergências relevantes. Já em Bell (15) foi destacado que o padrão de análise por testes de metilação de DNA foi o de maior acurácia quando comparado aos outros estudados, como transcriptômica, dados proteômicos e comprimento dos telômeros.
A identificação de diferenças no envelhecimento epigenético entre etnias também contribui para uma melhor pesquisa de amostras no meio criminal. A análise dos loci Clorf 132, FHL 2 e KLF 14 demonstrou diferenças entre as populações de coreanos e poloneses, além disso foi sugerido que afro-americanos apresentam um envelhecimento epigenético mais lento quando comparado a caucasianos e hispânicos (5).
Vale dizer, que os processos celulares como mitose variam entre os tecidos e podem influenciar o epigenoma, além do estilo de vida pode variar entre os indivíduos (15). Atletas de alta performance demonstraram padrões de hipermetilação do DNA em TRIM 59 e KLF 14, correspondendo em uma idade epigenética mais elevada que o grupo controle (5).
O trabalho de Bell (15) ainda revelou que células-tronco não apresentam alteração quanto a idade epigenética em relação às variáveis do indivíduo. Somado a isso, o autor ressalta a importância de novos estudos com o intuito de aumentar o banco de amostras e referências, uma vez que a maioria dos estudos foram feitos com populações europeias.
4. CONCLUSÃO
Dessa forma, o uso de testes epigenéticos para auxiliar nas investigações forenses torna-se relevante nos contextos de diferenciação de gêmeos monozigóticos, diferenciação entre sexos e tecidos, além da suposição de idade cronológica de uma amostra a partir da análise de sua idade epigenética.
No entanto, para isso se tornar uma prática habitual nos laboratórios forenses há a necessidade de promover uma diretriz em que se padronize os métodos, testes e loci escolhidos e com que finalidade, uma vez que os mesmos testes podem trazer resultados distintos a depender da etnia da amostra do indivíduo estudado. Assim, é de grande importância, também, a realização de pesquisas com novas amostras além das europeias, a fim de aumentar o banco de referências.
Além disso, aparelhos que consigam realizar uma análise rápida do material biológico ainda na cena do crime são necessários e fundamentais para um estudo adequado do DNA, uma vez que a amostra pode se deteriorar a depender do local e circunstâncias da cena do crime.
Nesse sentido, mais pesquisas são necessárias a fim de estabelecer um padrão de análise dos níveis de metilação do DNA aliado a um maior banco de referências a partir de amostras biológicas encontradas, levando em consideração a capacidade mitótica daquele tecido, o tipo de célula e a etnia do portador.
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