Lorsque des preuves ADN potentielles - disons, d'un cas d'agression sexuelle - est soumis à un laboratoire médico-légal pour analyse, les scientifiques sont souvent confrontés au défi de longue haleine de déterminer quel profil ADN provient de la victime et lequel provient du criminel.

« Les médecins légistes doivent passer beaucoup de temps à la fin de la partie analyse pour essayer de déterminer quel profil ADN provient de quelle personne à chaque locus génétique, " a déclaré Tracey Dawson Cruz, Doctorat., professeur agrégé et président du département des sciences médico-légales du Virginia Commonwealth University College of Humanities and Sciences. "Ceci a été historiquement l'un des problèmes les plus difficiles en matière d'ADN médico-légal."

Un nouveau processus en cours de développement par les chercheurs en sciences médico-légales et en physique de VCU pourrait faciliter le processus.

Dawson Cruz, avec Sarah Seashols-Williams, Doctorat., professeur adjoint de médecine légale, et Joseph Reiner, Doctorat., professeur agrégé au Département de physique, ont découvert qu'une "pince optique" - un compact, faisceau laser fortement focalisé qui utilise une lentille d'objectif à immersion sur un microscope inversé pour créer un piège optique - est efficace pour séparer les cellules mixtes, comme les spermatozoïdes et les cellules vaginales, au sein d'une solution.

"Dans le travail sur les cas d'agression sexuelle, vous aurez souvent des spermatozoïdes mélangés à de nombreux autres types de cellules, " Reiner a déclaré. "Il est facile d'identifier un spermatozoïde au microscope. Nous prenons donc nos pinces laser et les utilisons pour prélever les spermatozoïdes et les isoler des autres types de cellules. Après ça, nous pouvons les extraire pour l'analyse ADN."

L'équipe a rédigé un article, "La pince à épiler optique comme outil efficace pour l'isolement des spermatozoïdes à partir d'échantillons médico-légaux mixtes, " qui démontre comment le processus fonctionne et montre que les laboratoires criminels peuvent obtenir un profil ADN toujours complet à partir de seulement 50 spermatozoïdes épilés. L'article sera publié dans un prochain numéro de la revue PLOS Un .

« Parce que [le processus] est manuel, il est vraiment important que nous définissions le nombre de cellules individuelles qui doivent être extraites du mélange. Parce que si c'est très élevé, alors il pourrait être temps prohibitif, le processus pourrait être trop long pour qu'un laboratoire veuille le prendre en charge, " Dawson Cruz a déclaré. " Donc, la conclusion de n'avoir besoin que de 50 spermatozoïdes est assez bonne. "

Des recherches antérieures utilisant des pincettes optiques sur des échantillons médico-légaux ont été menées il y a une décennie, et dans ce cas, 500 spermatozoïdes étaient nécessaires pour développer un profil complet.

"Le champ s'est considérablement amélioré en termes de sensibilité, " Seashols-Williams a déclaré. "C'est pourquoi nous avons pensé que c'était un projet si intéressant. La sensibilité accrue rend vraiment les pincettes optiques plus viables aujourd'hui qu'elles ne l'étaient il y a 10 ans."

L'équipe a également démontré qu'un Le profil d'ADN à source unique a été obtenu en isolant des spermatozoïdes par piégeage optique à partir d'un mélange de spermatozoïdes et de cellules épithéliales vaginales.

« Sur la base de ces résultats, les pincettes optiques sont une option viable pour les applications médico-légales telles que la séparation de populations mixtes de cellules dans des preuves médico-légales, " a écrit l'équipe dans le journal.

Maintenant que l'équipe a démontré que le processus fonctionne, leur prochain objectif est de le coupler à une puce électronique qui permettrait aux laboratoires de médecine légale de l'appliquer facilement à leur travail quotidien d'analyse des preuves ADN.

"Nous avons déjà montré une preuve de concept que vous pouvez séparer ces cellules, " Seashols-Williams a dit. " Si c'est simplifié, Je pense que les laboratoires seraient disposés à le mettre en œuvre. Nos défis en ce moment consistent à transférer les cellules dans le flux de travail de l'ADN. C'est pourquoi nous voulons cet appareil tout-en-un afin qu'il soit simplifié et que nous ne perdions pas de cellules lors du transfert."

L'équipe prévoit également d'appliquer des pincettes optiques aux preuves médico-légales au-delà du sperme et des cellules épithéliales vaginales.

"Nous étendons le projet à des cellules d'autres morphologies, " Seashols-Williams a déclaré. "Vous savez probablement que les globules rouges n'ont pas d'ADN. Ils n'ont pas de noyau. Ainsi, la principale source de votre ADN dans le sang sont les globules blancs. Lorsque nous examinons un échantillon de sang mélangé à des cellules tactiles ou vaginales, pour nous, pouvoir extraire les globules blancs et les isoler des autres composants pourrait également être très utile.

"Nous pensons donc que nous pouvons étendre les types de cellules pour lesquelles les pincettes optiques peuvent être utilisées, " elle a dit.