Avaliação de procedimentos analíticos e compreensão de padrões de fracionamento isotópico em tecidos humanos orgânicos e biominerais

Abstract

Resumo: A análise de isótopos estáveis para determinação de razões isotópicas (AIE) é uma técnica que pode ser utilizada para os mais diversos fins, incluindo a identificação humana, no âmbito da antropologia forense. Neste contexto, possibilita a determinação de uma possível origem geográfica e características de hábitos de vida de cadáveres e restos humanos, informações extremamente valiosas em circunstâncias nas quais as técnicas clássicas de identificação, como a determinação de perfil genético e identificação por meio de impressões digitais, se mostram insatisfatórias. Os isótopos estáveis presentes nos diversos tecidos que compõem o corpo humano derivam de fontes de nutrição e hidratação e são assimilados pelo organismo de indivíduos através de processos bioquímicos. A assimilação permite, a partir da interpretação das razões isotópicas de tecidos humanos (obtidas após análise em espectrômetro de massa), a correlação geográfica destes valores e a determinação de especificidades dos hábitos de vida do indivíduo, o que pode vir a auxiliar no processo de identificação deste. Existem registros na literatura internacional de investigações criminais solucionadas em parte devido à contribuição de resultados obtidos a partir da espectrometria de massa de razões isotópicas. Porém, são poucos os trabalhos que apresentam de maneira clara os protocolos ideais para aplicação da técnica em Criminalística e que discutem as diversas variáveis que podem influenciar o processo de assimilação dos isótopos de um elemento pelo corpo humano, assim como aspectos intrínsecos aos procedimentos analíticos que podem alterar a composição isotópica original de amostras analisadas. A plena compreensão e mitigação dos efeitos dessas variáveis é passo de suma importância para a correta interpretação deste tipo de dado no contexto forense, e, portanto, representam um desafio no estabelecimento de protocolos para determinação da origem geográfica e hábitos de vida de tecidos humanos a partir da AIE. O presente trabalho busca contribuir para a consolidação de métodos de utilização da desta técnica por peritos criminais no Brasil, estabelecendo procedimentos analíticos mais viáveis a partir da realização de experimentos com amostras de tecido humano, alvo de investigações em antropologia forense. O estudo foi desenvolvido com o objetivo geral de compreensão de padrões de fracionamento induzido dos isótopos de carbono, oxigênio e/ou nitrogênio em cabelos e dentes humanos, de modo a definir maneiras de impedir que estes fracionamentos sejam desencadeados ocasionalmente quando da análise de amostras no contexto criminal. A proposta inclui a análise de três matrizes diferentes de tecidos humanos: cabelos, unhas e dentes. Para as amostras de dente, especificamente, foram obtidas as assinaturas isotópicas do carbono e do oxigênio, avaliando a influência de diferentes métodos de pulverização. O experimento foi proposto partindo-se da premissa de que a adoção de diferentes métodos poderia influenciar o resultado final obtido. Para as amostras de cabelo, busca-se avaliar a possibilidade de interferência de procedimentos estéticos como tintura e descoloração que, a princípio, pensava-se que poderiam alterar as razões isotópicas originais das amostras. Por fim, as amostras de unha foram analisadas com o objetivo de observar a variação das assinaturas isotópicas de carbono e nitrogênio de crianças com idades conhecidas.

Abstract: The stable isotope analysis (SIA) is a technique that can be used for a series of purposes, including human identification, within the scope of forensic anthropology. In this context, it allows investigators to determine a possible geographical origin of human corpses and remains, as well as specific life habits, information that is extremely valuable in circumstances in which classical identification techniques, such as DNA profiling and fingerprint identification, are unsatisfactory. The stable isotope composition of human tissues derives from sources of nutrition and hydration and are assimilated by the body of individuals through biochemical processes. Assimilation allows, based on the interpretation of isotopic ratios of human tissues (obtained after analysis in a mass spectrometer), the geographic correlation of these values and the determination of particularities of the individual's life habits, which may come to assist in the process of identification. There are records in the international literature of solved criminal investigations due to the contribution of results obtained through isotope ratio mass spectrometry. However, there are few studies that clearly present the ideal protocols for applying the technique in Criminalistics and that discuss the several variables that can influence the process of assimilation of the isotopes of an element to the human body, as well as intrinsic aspects related to the analytical procedures that can alter the original isotopic composition of samples. The full understanding and mitigation of the effects of these variables is an important step for the correct interpretation of this type of data in a forensic context, and therefore represent a big challenge for the correct establishment of protocols to determine the geographical origin of human tissues and nutritional habits using SIA. This study seeks to contribute to the consolidation of methods of using SIA by forensic experts in Brazil, determining more viable analytical procedures based on the results of experiments with samples of human tissues, the target of investigations in forensic anthropology. The study was developed with the general aim of understanding patterns of induced fractionation of carbon, oxygen and / or nitrogen isotopes in human hair and teeth, in order to identify ways to prevent these fractionations from being occasionally triggered when analyzing samples in the criminal context. The proposal includes the analysis of three different matrices of human tissues: hair, nails and teeth. For tooth samples, specifically, isotopic carbon and oxygen signatures have been obtained, evaluating the influence of different pulverization methods. The experiment was proposed based on the assumption that the adoption of different methods could influence the final result. For hair samples, we sought to assess the possibility of interference from aesthetic procedures such as dyeing and discoloration, which, at first, was thought that could change the original isotopic ratios of the samples. At last, nail samples were analyzed in order to check if the signatures for carbon and nitrogen isotopes would vary for different, yet kindred, infant individuals with known and controlled dietary habits, which was confirmed.