Der erstmalige Einsatz eines Laborinformationsmanagementsystems (LIMS) für forensische Untersuchungen ist ein bedeutender Meilenstein in der Geschichte des LIMS. Leider geschah dies nach einer schrecklichen Tragödie - dem Absturz des TAM-Airlines-Fluges 3054 in São Paulo, Brasilien am 17. und 2007. Juli.
Ein Airbus 320 verlor bei der Landung auf einer rutschigen Landebahn des Flughafens Congonhas die Kontrolle, rutschte über die Autobahn und krachte in ein Bürogebäude und eine Tankstelle von TAM Airlines.
Bei der daraus resultierenden Explosion kamen alle 189 Passagiere sowie 10 Mitarbeiter des Gebäudes ums Leben. Mehr als sechs Stunden brauchten die Feuerwehrleute, um das Feuer unter Kontrolle zu bringen.
Den Familien der bei dem Absturz Getöteten einen Abschluss zu bringen, schien eine fast unmögliche Aufgabe zu sein. Die Experten stellten in Frage, ob biologisches Material mit lebensfähiger DNA für die Genotypisierung überhaupt gefunden werden könne, da die Opfer Temperaturen um schätzungsweise 2,000° C ausgesetzt gewesen seien.
Die Aufgabe sollte komplex werden, aber das Team des Kriminalinstituts (IC) von São Paulo war mit Unterstützung von LabVantage entschlossen, den Versuch zu wagen.
Pionierarbeit für eine neue Anwendung von LIMS
Am 2009. August erwarb LabVantage das SQL*LIMS-Geschäft von Applied Biosystems. [1] Diese Akquisition führte dazu, dass das LabVantage-Team eine Partnerschaft mit dem Kriminalinstitut von São Paulo einging, um dessen Bemühungen auf zwei wichtige Arten zu unterstützen:
- Spezialisten für Feldanwendungen würden bei der DNA-Quantifizierung und Elektrophorese im IC-DNA-Labor helfen.
- Das LabVantage-Team half bei der Erstellung einer Datenbank zur Verwaltung von Profilen der Opfer und ihrer Angehörigen mit der SQL*LIMS-Software. Die Software würde dann verwendet, um die Profile mithilfe einer statistischen Verwandtschaftsanalyse zu vergleichen.
Zu diesem Zeitpunkt wurde LIMS noch nicht für die Identifizierung von Verwandtschaftsanalysen bei Menschen verwendet. Solche Systeme wurden in erster Linie für Anwendungen in der Biobanking-, Pharma-, Lebensmittel- und Chemieindustrie konfiguriert, um das Probenmanagement, die Qualitätskontrolle und die Qualitätssicherungsprozesse zu rationalisieren.
Um den besonderen Herausforderungen dieses Projekts gerecht zu werden, hat das LabVantage-Team die LIMS-Software neu konzipiert und um ein Tool erweitert, das speziell für die Datensuche und den Abgleich von DNA-Profilen auf der Grundlage von Verwandtschaftsanalysen entwickelt wurde. Es wurde eine statistische Berechnung erstellt, um die DNA-Profile zu vergleichen.
Vorbereitung der Proben
Für jedes Opfer wurden Gruppen von Familieninformationen erstellt, die auf Blutproben basierten, die von ihren Verwandten entnommen wurden. Es war schwieriger, Proben von den Opfern selbst zu erhalten, aber sie wurden aus jeglichem verfügbaren biologischen Material wie Blut, Knochen, Gewebe und Muskeln entnommen. Insgesamt wurden 280 Chargen, die von der Absturzstelle geborgen wurden, zur DNA-Extraktion eingereicht.
Es wurden verschiedene Extraktionsmethoden verwendet, die jeweils auf die Art des Materials, seinen Erhaltungszustand und das Ausmaß der erlittenen Hitzeschäden zugeschnitten waren. Insgesamt wurden etwa 570 DNA-Extraktionen durchgeführt, einschließlich einiger Wiederholungen und Wiederholungsproben.
Nach der Isolierung wurde die DNA-Menge in jeder Probe durch Echtzeit-PCR mit dem Quantifiler® Human DNA Quantification Kit gemessen. Die DNA-Konzentrationen wurden für eine optimale Effizienz während des PCR-Amplifikationsprozesses angepasst. Das gleiche Protokoll wurde für die DNA-Genotypisierung von Proben aus den Familien der Opfer verwendet. Etwa 550 Amplifikationsreaktionen wurden mit dem AmpFlSTR® Identifiler® PCR Amplification Kit und 200 mit dem AmpFlSTR® Yfiler® PCR Amplification Kit durchgeführt. Nach Kapillarelektrophorese und Dateninterpretation wurden die resultierenden Profile im LIMS gespeichert.
Etwa 55 der Proben wiesen einen signifikanten DNA-Abbau auf. Um dies zu kompensieren, wurden diese Proben mit dem AmpFlSTR® MiniFiler™ PCR Amplification Kit amplifiziert, so dass sie die erhaltenen Teilprofile mit den anderen Reagenzien ergänzen konnten. Dieser Ansatz war so erfolgreich, dass von den 280 Chargen, die das IC-DNA-Labor erhielt, nur zwei zu nicht schlüssigen Ergebnissen führten, da sie nicht zumindest ein Teilprofil erstellten.
LIMS geht an die Arbeit
Alle gesammelten Informationen wurden in der LIMS-Datenbank gespeichert, so dass die Profile der Angehörigen mit denen der Opfer abgeglichen werden konnten, um die Identität festzustellen. Jede Datenbanksuche dauerte etwa eine Minute. Der gesamte Prozess, von der Extraktion bis zur Datenbanksuche, konnte dank der verschiedenen verwendeten Technologien innerhalb von 48 Stunden abgeschlossen werden.
In der Datenbank wurde eine Vielzahl von Informationen gespeichert, darunter die Registrierungen der Angehörigen, die Beziehungen zwischen den Opfern und ihren Angehörigen, DNA-Profile, grundlegende Informationen über die Opfer und die zu verwendenden Suchmethoden. Abhängig von der Art der Beziehungen zwischen den Opfern und ihren Angehörigen, einschließlich Mutterschaft, Vaterschaft, umgekehrter Vaterschaft und Geschwisterschaft, wurden unterschiedliche Suchmethoden verwendet. Einige Opfer wurden durch forensische Anthropologie oder andere Methoden identifiziert. Nur 22,86 % der Opferprofile hatten keine Übereinstimmung in der Datenbank, weil die Angehörigen ihre biologische Probe nicht zum Vergleich zur Verfügung gestellt hatten.
LIMS schreibt Geschichte
Das Projekt in São Paulo war das erste Mal, dass in Brasilien eine DNA-Datenbank zur Identifizierung von Menschen eingesetzt wurde. Möglich wurde dieser Durchbruch durch den Einsatz eines speziell für diesen Zweck entwickelten Tools, das vom LabVantage-Team entwickelt wurde.
Mit diesen Werkzeugen konnte ein Team (bestehend aus 8 Feldspezialisten, IC-Experten und Polizeiärzten des Instituts für Rechtsmedizin) 126 der 185 Opfer aus den gesammelten Proben eindeutig identifizieren. Obwohl die Partnerschaft auf 60 Tage angesetzt war, waren alle DNA-Identifizierungen innerhalb eines Monats abgeschlossen. Allein in den ersten 15 Tagen wurde die LabVantage-Software entwickelt, der Workflow etabliert, die Profile in die Datenbank eingegeben und die Mehrheit der Opfer identifiziert.
Trotz des tragischen Ereignisses, das zu dieser Untersuchung führte, überwand diese Partnerschaft große Herausforderungen und bewies, dass es möglich war, genetische Profile zur Identifizierung von Opfern von Massenkatastrophen zu verwenden.
Heute baut LabVantage mit der Veröffentlichung von LabVantage Forensic Navigator weiter auf dieser Pionierarbeit auf. Erfahren Sie, wie dieser spezialisierte Ansatz für LIMS dazu beitragen kann, DNA-Arbeitsabläufe zu vereinfachen und Ermittlungen mit Tools zu verbessern, die speziell für die besonderen Anforderungen forensischer Untersuchungen entwickelt wurden.
[1] Weitere Einzelheiten zu dieser Akquisition finden Sie unter www.labvantage.com
