H perito Lorraine Flaherty, genetista molecolare del New York Sta-te Department of Health, testimonia sulle analisi del DNA durantel'udienza preliminare del processo Castro. In seguito il giudice del-la Corte Suprema del Bronx, Gerald Sheindlin, si oppose all'atri-

missibilità del test sul DNA come prova fondamentale nel processoper duplice omicidio. Fu la prima volta in cui i test sul DNA, cheerano stati utilizzati in precedenza per ottenere la sentenza di con-danna in centinaia di processi, vennero sottoposti a esame radicale.

Luglio 1990Numero 263Anno XXIIIVolume XLV

N

el tardo pomeriggio del 21 no-vembre 1974 nella città indu-striale di Birmingham, in In-

ghilterra, due locali pubblici furono de-vastati dall'esplosione di potenti bombeche provocarono 21 morti e 162 feriti. Laresponsabilità dell'accaduto fu subito at-tribuita all'Esercito repubblicano irlan-dese (IRA) e il Governo avviò un'inda-gine a tappeto per scoprire gli attentato-ri. In base alla testimonianza di un im-piegato delle ferrovie che aveva visto seiirlandesi salire su un treno a Birmin-gham pochi minuti prima dello scoppiodella prima bomba, la polizia intercettògli uomini alla stazione di Heysham, nelmomento in cui scendevano dal treno. Isei uomini furono condotti al commissa-riato e sottoposti alla prova che consentedi rilevare la presenza di tracce di nitritisulle mani e che avrebbe confermato larecente manipolazione di esplosivo. Ilperito che eseguì questa prova, chiamatatest di Greiss, rilevò tracce di nitriti sullamano destra di due dei sei sospetti.Quella prova divenne l'elemento d'accu-sa principale nel processo che portò allacondanna dei «sei di Birmingham».

Ora, a 16 anni di distanza, i sei uominipotrebbero essere rilasciati. E stato in-fatti dimostrato che il test di Greiss, sucui si basavano fondamentalmente lesentenze di condanna, non è attendibile.Oltre agli esplosivi, infatti, può dare esi-to positivo un gran numero di oggetti esostanze comuni, come vecchie carte da

LE SCIENZESCIENTIFICAMERICAN

gioco, pacchetti di sigarette, lacche esmalti e aerosol. Effettivamente i sei uo-mini avevano trascorso la maggior partedel viaggio in treno verso Heysham gio-cando a carte e fumando sigarette.

I1 caso di Birmingham solleva interro-gativi inquietanti circa l'applicazione

di analisi scientifiche alle indagini su casicriminali. Dopo la scoperta dell'esamedelle impronte digitali, all'inizio di que-sto secolo, la scienza ha assunto un ruolosempre più determinante nell'ammini-strazione della giustizia e le prove scien-tifiche sono spesso il fattore decisivo nel-la risoluzione giuridica di casi civili e pe-nali. L'analisi scientifica delle improntedigitali, di sangue, sperma, brandelli divestiti, capelli, armi, impronte di pneu-matici e altre prove fisiche lasciate sulluogo di un crimine può apparire agliocchi della giuria più attendibile delledichiarazioni di testimoni oculari. Comeha affermato un giurato dopo un recenteprocesso tenutosi nei Queens, un di-stretto di New York, «non si può discu-tere con la scienza».

Gli scienziati in genere approvanoquesta tendenza. Poiché nell'ambientescientifico la ricerca è soggetta a severicontrolli, e le nuove teorie e scopertevengono esaminate attentamente e sot-toposte a verifiche imparziali, spesso sisuppone che gli stessi criteri valganoquando la scienza viene applicata aun'indagine giudiziaria. In realtà però

tali controlli sono assenti in tribunale,dove invece persone senza alcuna forma-zione scientifica - avvocati, giudici e giu-rati - vengono chiamate a valutare criti-camente l'ammissibilità di una provascientifica. Non di rado gli avvocati nonsono al corrente delle potenziali imper-fezioni di un metodo o di un'argomenta-zione scientifica e non sono in grado dimuovere obiezioni. Altre volte le partiin un processo presentano perizie diame-tralmente opposte e lasciano a una giuriadi profani il compito di decidere la vali-dità delle argomentazioni scientifiche.

La discrepanza fra gli standard scien-tifici e quelli giuridici di valutazione del-le prove ha permesso che tecniche dianalisi nuove venissero utilizzate neiprocessi penali prematuramente o senzai dovuti controlli. Il problema è divenutodolorosamente evidente nel caso del testdi identificazione del DNA, una tecnicarecente che in teoria permette di identi-ficare un individuo in base alla sua «im-pronta» genetica con un alto grado dicertezza. Sebbene molti aspetti della va-lidità del test di identificazione del DNAnon siano stati esaminati adeguatamentedalla comunità scientifica, la polizia e ipubblici ministeri hanno fatto eseguireanalisi sul DNA in oltre 1000 indaginipenali svolte negli Stati Uniti a partiredal 1987. In pochi casi si è giunti fino alprocesso, il più delle volte gli imputati sidichiaravano colpevoli su consiglio delloro legale dopo che il test del DNA,

ritenuto infallibile, aveva evidenziatouna corrispondenza.

Di recente in molte cause sono statesollevate serie riserve sulle richieste diricorso alla prova del DNA. L'estatescorsa, durante un'udienza preliminaredel processo Castro a New York, Mi-chael L. Baird della Lifecodes Corpora-tion di Valhalla, uno dei due maggiorilaboratori degli Stati Uniti per perizielegali sul DNA, asserì che la possibilitàdi una corrispondenza accidentale fra

una macchia di sangue e la persona so-spetta fosse pari a una su 100 milioni.Anche Eric S. Lander della HarvardUniversity e del MIT esaminò i dati giun-gendo al risultato di una possibilità su 24.Alla fine, alcuni degli stessi sostenitoridel test del DNA denunciarono comescientificamente inattendibili i dati dellaLifecodes relativi al caso specifico. Al-cuni metodi chiave del laboratorio furo-no respinti e sorsero dubbi sulla corret-tezza di centinaia di precedenti condan-

ne penali. La discussione in corso sui testdel DNA sottolinea l'esigenza di affron-tare con maggiore efficacia le difficoltàche si presentano ogni volta che unacomplessa tecnologia scientifica vieneintrodotta come prova in un tribunale.

T o scopo di un processo dovrebbe es-' sere la ricerca della verità. Per aiu-tare le giurie in questa ricerca la leggeconsente ai periti di testimoniare edesprimere le proprie opinioni sugli argo-La scienza

al banco dei testimoniNei tribunali, oltre alle prove scientifiche tradizionali come improntedigitali, test balistici e analisi di laboratorio, si sta ricorrendo sempre piùspesso ai metodi di identificazione del DNA, però tutt'altro che infallibili

di Peter J. Neufeld e Neville Colman

LE SCIENZE n. 263, luglio 1990 1312 LE SCIENZE n. 263, luglio 1990

CAMPOELETTRICO

DENATURAZIONE

TRASFERIMENTOSU MEMBRANADI NYLON

LA SONDARADIOATTIVASI LEGAAl FRAMMENTIBERSAGLIO

ESPOSIZIONEA PELLICOLAPER RAGGI X

FRAMMENTA-ZIONEENZIMATICADEL DNA

PUNTODI SCISSIONEDELL ENZIMA

UNITÀRIPETUTE

SEQUENZACENTRALE

INDIVIDUO A INDIVIDUO B

PROVASANGUE

DELSOSPETTATO

AUTORADIOGRAFIA

RICERCADEGLI ALLELICORRISPONDENTI

LA FREQUENZA 01DI OGNI ALLELEÈ DERIVATA DAI DATISULLA POPOLAZIONE

DNA

SEPARAZIONECON ELETTRO-FORESI SU GEL

-9~ P 3 }

032 x P3 x 03 = G3

P1)2 x P, x O, -= G,

01

P2 I2 x P2 X 02 = G2

02

deb- 1130,

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menti di competenza. Tuttavia la natura«esoterica» delle opinioni di un perito,unita al gergo utilizzato e alla sua credi-bilità professionale, possono conferireun'aura di infallibilità alla testimonian-za. Perciò, per evitare che le giurie sianoinfluenzate da prove dubbie o dalla te-stimonianza dei periti, di solito negli Sta-ti Uniti la corte esamina il materiale nelcorso di un'udienza preliminare o in as-senza della giuria.

Per essere ammessa come prova, unaperizia legale dovrebbe, a rigor di logica,soddisfare tre criteri: la teoria scientificasu cui si fonda deve essere consideratavalida dalla comunità degli scienziati; latecnica deve essere notoriamente atten-dibile e infine si deve poter dimostrareche la tecnica è stata applicata adegua-tamente al caso specifico.

L'espressione «a rigor di logica» in untribunale, comunque, è a volte elusiva.In genere negli Stati Uniti la corte deter-mina l'ammissibilità di una prova scien-tifica sulla base delle direttive stabilitenel 1923 nel processo «Frye contro StatiUniti» in cui la Corte d'appello del Di-stretto di Columbia convalidò la decisio-ne di un tribunale di grado inferiore diescludere qualsiasi prova derivante daun prototipo della «macchina della veri-tà». «È difficile determinare con esattez-za quando un principio o una scopertascientifica supera il confine tra la fasedella sperimentazione e quella della di-mostrabilità» dichiarò la corte nel corsodi quel processo. «In qualche punto diquesta zona intermedia deve essere fis-sata la forza probante del principio e an-che se una corte ammette di buon gradola testimonianza di periti dedotta da unprincipio o da una scoperta scientificaampiamente riconosciuta, ciò su cui sifonda la deduzione deve essere sufficien-temente convalidato da aver ottenutol'accettazione generale nel campo speci-fico in cui rientra.»

Giudici, scienziati, avvocati e studiosidel diritto hanno criticato il criterio sta-bilito nel processo Frye. Alcuni lo giudi-cano troppo vago, altri sostengono che èeccessivamente restrittivo, altri ancorache non lo è a sufficienza. Per esempiol'«accettazione generale» richiede il con-senso unanime o semplicemente quellodella maggioranza degli esperti? E anco-ra, che cosa deve essere generalmenteapprovato? Nel caso del test di identifi-cazione del DNA è la teoria secondo cuinon esistono due individui con lo stessoDNA, a eccezione dei gemelli identici?Oppure sono le tecniche utilizzate neltest, come per esempio il Southern Blot-ting e l'elettroforesi su gel? O forse l'ap-plicazione specifica del test di identifica-zione del DNA a macchie di sangue o disperma rilevate sul luogo di un crimine?

Inoltre che cosa si intende con «campospecifico» nel cui ambito una tecnica de-ve essere accettata? Un test di identifi-cazione del DNA deve essere accettatosolo dai periti di sierologia legale o deveessere riconosciuto dall'intera comunità

degli studiosi di genetica umana, di ema-tologia e di biochimica? In una causa re-cente, in California, l'indagine sul DNAeseguita utilizzando la reazione a catenadella polimerasi (PCR) è stata esclusaperché quel metodo non era general-mente approvato dalla comunità dei pe-riti medico-legali. Eppure alcuni mesiprima un tribunale texano, nel valutarele prove ottenute con il metodo della po-limerasi, aveva considerato in senso as-sai più ampio le opinioni dei biologi mo-lecolari e degli studiosi di genetica uma-na giungendo a conclusioni opposte.

Per molte applicazioni della scienza alcampo giudiziario la teoria di base è bendefinita e il dibattito legale è incentratosoprattutto sul quesito se sia sufficientedimostrare che una tecnica è comune-mente ritenuta valida per la ricercascientifica o se sia necessario dimostrareche la tecnica in questione è attendibilequando è applicata al campo giudiziario.

Perché fare una distinzione tra usi giu-diziari e non? In genere gli scienziati am-mettono che quando si sperimenta l'im-piego di una tecnologia in una diversaapplicazione, come per esempio in cam-po giudiziario, essa deve essere accura-tamente verificata per garantire unacomprensione empirica dell'utilità e del-le limitazioni della tecnica stessa. Infatti,diversi metodi che si sono dimostrati va-lidi per la ricerca, come per esempio la«macchina della verità», sono risultatinon completamente attendibili quandosono stati applicati alle perizie legali neiprocessi penali.

hiaramente, perché una corte possavalutare le prove portate al proces-

so, giudici e avvocati devono essere ingrado di comprendere le questioni scien-tifiche a esse pertinenti. Purtroppo rara-mente gli avvocati si spingono al di làdella semplice verifica delle qualifichedel perito (di solito basata su domandefrettolose relative alla sua appartenenzaa istituti e alle sue pubblicazioni) e deifatti sui quali le conclusioni del peritosono basate. La ragione della limitatezzadi questa indagine è semplice: la maggiorparte degli avvocati e dei giudici non di-spone di una preparazione scientificache permetta di contestare o accettarel'ammissibilità della testimonianza delperito. Spesso i giudici pensano - a torto,secondo noi - di rendere un ottimo ser-vizio alla giustizia accettando la testimo-nianza del perito come prova e scarican-do sulla giuria il compito di valutarnel'importanza.

Il problema dell'incompetenza scien-tifica è aggravato dalla tendenza dei giu-dici a rifiutare di riesaminare la validitàdi un particolare tipo di prova scientificauna volta che questa sia stata accettatada un altro giudice in un caso preceden-te. Questa pratica si basa sulla necessità,generalmente riconosciuta, di rispettarei precedenti al fine di garantire un'am-ministrazione uniforme della giustizia.Nel caso delle perizie legali, però, la fre-

quente scarsa disponibilità delle corti aconsiderare in un'ottica nuova le cono-scenze scientifiche che sono alla base diun test è stata più volte responsabile dierrori giudiziari.

L'esempio più classico del problema èil cosiddetto test del guanto di paraffina(analogo al test di Greiss utilizzato nel-l'indagine sui «sei di Birmingham»), uti-lizzato nei laboratori della polizia per ri-velare residui di nitriti e nitrati, presumi-bilmente lasciati da polvere da sparo,sulle mani degli individui sospettati, alloscopo di dimostrare che essi avevanosparato di recente con una pistola. Il testfu accettato per la prima volta come pro-va scientifica nel 1936 in un processosvoltosi in Pennsylvania. Nel resto degliStati Uniti ci si limitò ad adottare quelladecisione senza valutare autonomamen-te la validità del test.

Nei 25 anni successivi numerosissimepersone furono condannate sulla base diquesto test. Solo verso la metà degli annisessanta un esauriente studio scientificodimostrò che il test del guanto di paraf-fina presentava gravi pecche. In partico-lare esso forniva un numero eccessiva-mente alto di falsi positivi: fra le sostanzeche davano un risultato positivo, oltrealla polvere da sparo, comparivano l'u-rina, il tabacco, la cenere di tabacco, ifertilizzanti e lo smalto per unghie. Inquesti casi l'azione legale si dimostrò fal-lace perché permise la condanna degliaccusati in base a prove che in seguito sirivelarono non valide.

più recentemente il dibattito sull'uti-lizzo di prove scientifiche nelle aule

dei tribunali si è basato su due nuoveapplicazioni della biotecnologia: l'anali-si dei marcatori proteici e il test di iden-tificazione del DNA.

Entrambe le tecniche utilizzano l'elet-troforesi su gel per rilevare differenzegenetiche, chiamate polimorfismi, nelleproteine del sangue e nel DNA. Questedue tecniche possono in teoria eviden-ziare corrispondenze fra tracce di san-gue, sperma o frammenti di tessuti orga-nici rinvenuti sul luogo del crimine e ilsospettato o la vittima.

Alla fine degli anni sessanta i labora-tori scientifici della polizia cominciaronoa interessarsi ai polimorfismi delle pro-teine nelle popolazioni umane. Le tecni-che per lo studio dei polimorfismi delleproteine furono sviluppate originaria-mente a scopo di ricerca e furono sotto-poste a sperimentazione, pubblicate suriviste specializzate e controllate impar-zialmente. Queste tecniche vennero poimodificate per l'uso in campo processua-le , per tener conto dei problemi tipici deicampioni da sottoporre a perizie legali,quali la loro limitata quantità, l'età sco-nosciuta e la presenza di sostanze conta-minanti non identificate. Solo raramen-te queste modificazioni furono pubblica-te nella letteratura scientifica o convali-date da studiosi indipendenti.

Per esempio, gli studiosi di genetica

molecolare studiano le proteine poli-morfiche contenute nei globuli rossi enel siero ematico utilizzando sangue li-quido fresco e analizzandolo in condizio-ni di laboratorio controllate, tutte sog-gette alla verifica di esperti. Queste tec-niche sono state poi adattate per essereutilizzate a fini legali su campioni di san-gue essiccato introducendo varianti chesolo in qualche caso sono state soggettea un'adeguata valutazione scientifica.Nessuno ha mai studiato in maniera ap-profondita gli effetti degli agenti atmo-sferici, come il calore, l'umidità, la tem-peratura e la luce, sui campioni. Nessu-no si è mai preoccupato di verificare chei campioni da sottoporre a perizia nonsiano attaccati in modo significativo damicrobi e da sostanze sconosciute chepossono essere presenti nelle pavimen-tazioni stradali o nei tappeti.

Una delle principali varianti introdot-te dai laboratori medico-legali è stato iltest «multisistema». Nella versione ori-ginale di questo test, tre diverse proteinepolimorfiche venivano identificate conuna sola procedura; lo scopo era quellodi ottenere il massimo delle informazionipossibili da un piccolo campione. Nel1980 il test multisistema a tre marcatorifu modificato con l'aggiunta di un quartomarcatore di proteine dal laboratorio disierologia del New York City MedicalExaminer.

Nel 1987 le prove ottenute con il mul-tisistema «quattro in uno» erano ormaistate accettate in diverse centinaia diprocessi penali tenutisi nello Stato diNew York. In quell'anno, però, nel cor-so di un'udienza preliminare del proces-so Seda, il direttore del laboratorio am-mise, durante il contraddittorio, che unsolo articolo era stato pubblicato su quelmetodo, e che l'articolo raccomandavadi utilizzare il test solo per individuare icasi di evidente mancata corrisponden-za, a causa di un'imperfezione che ten-deva a falsificare i risultati.

Nel processo Seda, il giudice decretòche il multisistema quattro-in-uno nonaveva i necessari requisiti di accettazionegenerale da parte della comunità scien-tifica e di conseguenza non poteva essereintrodotto come prova. Purtroppo ilprocesso Seda fu il primo caso di appli-cazione del test in cui la difesa si presela briga di chiamare testimoni per solle-vare obiezioni contro la tecnologia. Diconseguenza, la correttezza di centinaiadi precedenti condanne rimane dubbia.

'Vegli ultimi due anni il test di identi-1- ficazione del DNA ha quasi sostitui-to quello sui polimorfismi proteici nelleperizie legali. La tecnica si basa su unmetodo sviluppato per studiare l'eredi-tarietà delle malattie, sia per identificarei geni responsabili nelle famiglie in cui simanifesta una malattia ereditaria, siaper prevedere la predisposizione di unindividuo, una volta individuato il gene.

La nuova tecnica è stata introdotta incampo giudiziario perché offre due signi-

Gli attuali test di identificazione del DNA sibasano sull'esistenza di certe regioni delDNA, dette polimorfismi della lunghezzadel frammento di restrizione (RFLP), checontengono sequenze «centrali» (in colore)ripetute in tandem un numero variabile divolte a seconda dell'individuo. CiascunRFLP può essere identificato con una spe-ciale sonda che riconosce ogni frammentoche contenga la sequenza centrale e si legaa esso. Speciali enzimi staccano gli RFLPdal DNA. Il test che si effettua in campogiudiziario consiste nel prelievo del DNAdal campione rinvenuto sul luogo del delittoe, per esempio, dal sangue di un sospettato,nella sua frammentazione in RFLP e nellaseparazione di questi ultimi tramite elettro-foresi su gel. Un'apposita «sonda» radioat-tiva si lega agli RFLP, le cui posizioni quin-di appaiono come bande scure su una pel-licola per raggi X. Se le sequenze di bandericavate dal campione e dal sospettato co-incidono, si procede a calcolare la probabi-lità che tale corrispondenza sia accidentale.

G, x G2 x G3 = FREQUENZA DEL GENOTIPOCOMBINATO

14 LE SCIENZE n. 263, luglio 1990

LE SCIENZE n. 263, luglio 1990 15

2

)SPETTATO

PROVA A

PROVA

3

AMPIONE A

•

AMPIONE

les4Z 4

tori, anche se una delle bande del figlio C è spostata. Ma se la se-quenza appartenesse a un individuo figlio di genitori ignoti, la ban-da potrebbe corrispondere a uno degli altri alleli (in colore) osser-vati nella popolazione. Nel gruppo 2 le sequenze relative al sospet-tato e ai campioni A e B sembrano aver subito uno spostamento del-

le bande. Nel gruppo 3 il campione A contiene tutte le bande delcampione B e altre forse dovute a contaminazione. Nel gruppo 4 unsospettato ha due bande mentre il campione ne ha una; la mancan-za può essere dovuta alla degradazione del DNA. Tutti questi ca-si potrebbero però anche indicare un'effettiva differenza genetica.

ficativi vantaggi rispetto ai convenziona-li test sulle proteine. Innanzitutto la ca-ratterizzazione del DNA può essere ese-guita su campioni molto più piccoli e piùvecchi e, in secondo luogo, è stato affer-mato che questa indagine offre una cer-tezza di riscontro positivo da tre a dieciordini di grandezza superiore. Nella do-cumentazione promozionale la Lifeco-des afferma che il suo test «ha la capacitàdi identificare un individuo su tutta lapopolazione mondiale». Per non essereda meno, la Cellmark Diagnostics diGermantown, la principale concorrentedella Lifecodes, sostiene che con il suometodo «la possibilità che due personeabbiano la stessa sequenza di basi nelDNA è di una su 30 miliardi». In realtà,come hanno dimostrato le testimonianzenel processo Castro, queste affermazionisono tutt'altro che dimostrate.

La propaganda a proposito della ca-ratterizzazione del DNA sostiene che iltest identifica il «codice genetico», che èunico per ogni individuo e che in effettipuò essere paragonato alle impronte di-gitali. In realtà però, poiché il 99 percento dei tre miliardi di coppie di basipresenti nel DNA dell'uomo è identicoin tutti gli individui, la scienza forense vaalla ricerca di metodi per isolare le pocheregioni variabili o, come si dice, iperva-riabili. Queste possono essere estrattedal DNA per mezzo di enzimi di restri-zione e sono chiamate «polimorfismidella lunghezza del frammento di restri-zione» (RFLP).

Per l'identificazione del DNA sononecessari RFLP altamente polimorfici,ossia dotati del maggior numero di vari-anti, o alleli, nella popolazione. È dimo-strato che alcune regioni del DNA del-l'uomo contengono sequenze «centrali»che si ripetono in tandem. Il numero diqueste sequenze tende a variare di moltoda persona a persona; un individuo puòavere 13 unità ripetitive in un dato locus,un altro può averne 29. Speciali enzimidi restrizione possono scindere il DNAin milioni di pezzi, compresi i frammentiche contengono le sequenze ripetitive.Poiché il numero di queste ultime variada individuo a individuo, varia anche lalunghezza complessiva dei frammenti.

Come si possono individuare questiframmenti ipervariabili nell'ammasso disegmenti di DNA irrilevanti per l'iden-tificazione? La risposta va cercata in ap-posite «sonde» radioattive che si leganosolo a frammenti contenenti la sequenzacentrale. Se la sequenza centrale si pre-senta in un solo locus del DNA, la sondaviene chiamata sonda a locus singolo. Sela sequenza centrale si trova in loci moltodiversi, la sonda è detta sonda multilo-cus. I laboratori medico-legali utilizzanoattualmente tre diversi metodi di identi-ficazione del DNA: RFLP a locus singo-lo, RFLP multilocus e reazione a catenadella polimerasi. Poiché il sistema a lo-cus singolo è il più usato nell'identifica-zione del DNA a fini legali, lo descrive-remo in dettaglio.

Per l'identificazione del DNA tramiteRFLP a locus singolo, il DNA otte-

nuto da varie fonti viene tagliato in mi-gliaia di pezzi per mezzo degli enzimi direstrizione, collocato in piste separate suun gel elettroforetico e sottoposto acampo elettrico. Il campo trascina iframmenti lungo il gel, e i frammenti piùpiccoli si muovono più velocemente diquelli più grandi. I frammenti, ora sepa-rati in base alle dimensioni, vengono de-naturati in filamenti singoli e trasferitidal gel a una pellicola di nitrocellulosa odi nylon che li fissa. (Incidentalmente,chiunque manipoli nitrocellulosa risulte-rebbe positivo al test di Greiss!)

A questo punto si aggiunge una sondaradioattiva che si lega ai frammenti po-limorfici. Il supporto viene quindi collo-cato su una pellicola per raggi X in mododa produrre un'autoradiografia. I fram-menti con il marcatore radioattivo appa-iono ora come una serie di bande chericordano un binario ferroviario con letraversine disposte a intervalli irregolari;la posizione delle bande dà una misuradelle dimensioni dei frammenti polimor-fici. La sonda può essere quindi aspor-tata e sostituita da una nuova sonda chepermette di individuare una nuova seriedi alleli.

L'autoradiografia ottenuta medianteuna sonda a locus singolo mostra di so-lito alleli di due dimensioni distinte, cia-scuno ereditato da uno dei genitori; que-sta configurazione indica che la personaè eterozigote per quel dato locus. Se lasonda rivela un solo allele distinto si pre-sume che la persona abbia ereditato l'al-lele da entrambi i genitori e quindi siaomozigote per quel dato locus. I labora-tori medico-legali utilizzano solitamentediverse sonde a locus singolo, ognunadelle quali si lega a un sito differente.

Per determinare se due campioni diDNA provengono da un'unica fonte, siesaminano le bande individuate da unaparticolare sonda sull'autoradiografia esi vede se corrispondono. Si fa quindiriferimento ai dati ottenuti dagli studisulle popolazioni per determinare qualesia la frequenza di quel particolare alle-le. Un certo allele potrebbe essere ri-scontrato nel 10 per cento della popola-zione e di conseguenza non sarebbe poicosì improbabile trovarlo in due personeprese a caso. Se però vengono esaminatigli alleli in tre o quattro siti diversi divie-ne sempre più improbabile che due indi-vidui abbiano gli stessi alleli in tutti i siti.E questa l'ipotesi che conferisce alla pro-va di identificazione del DNA il suo po-tere persuasivo.

In che misura la prova della identifica-zione del DNA possiede i requisiti

stabiliti nel processo Frye? Certamentela teoria su cui essa si basa - cioè che innessun caso due individui, a eccezionedei gemelli identici, possiedono un iden-tico DNA - è indiscutibile, e quindi l'i-dentificazione in base al DNA in teoriaè possibile. Ma l'applicazione di questa

teoria fornisce un test attendibile a finilegali? E in caso affermativo, questo testviene eseguito in modo corretto?

Nella ricerca medica e scientifica la ca-ratterizzazione del DNA è utilizzata nel-la maggior parte dei casi per evidenziarel'ereditarietà di alleli responsabili di ma-lattie ereditarie. In questa applicazionediagnostica, tuttavia, si può presumereche un allele sia stato ereditato dalla ma-dre e l'altro dal padre. Poiché ciascungenitore ha solo due alleli per quel datogene, se si esclude una mutazione il figliopotrà ereditare il carattere con un mas-simo di quattro possibili combinazioni.Inoltre, se i risultati sono ambigui, è pos-sibile ripetere l'esperimento con cam-pioni di sangue fresco o riferirsi agli allelidi altri membri della famiglia.

Nella perizia legale è molto più diffi-cile determinare se un allele provenienteda un campione è identico a un alleleproveniente da un altro campione. Neisistemi RFLP utilizzati nelle indaginigiudiziarie il numero di alleli può arriva-re a centinaia, rispetto ai quattro fra iquali si effettua la scelta nell'identifica-zione degli alleli di un bambino di cuisiano noti i genitori. In effetti i sistemiRFLP a uso legale producono un nume-ro così elevato di alleli differenti che po-trebbero potenzialmente costituire unaserie ininterrotta. In alcuni casi gli allelipiù comuni possono concentrarsi nellospazio di mezzo centimetro su una pistadella lunghezza di circa 30 centimetri.L'elettroforesi su gel tuttavia può risol-vere solo un numero limitato di alleli di-versi - compreso fra 30 e 100 a secondadel particolare RFLP - e così gli alleli chesono simili, ma non identici, per dimen-sioni possono essere ugualmente dichia-rati identici. Per questo motivo diventadavvero difficile stabilire con sicurezzala perfetta corrispondenza fra due ban-de. Quel che è peggio, i campioni sonosovente disponibili in quantità limitata e

1

MADRE

PADRE

FIGLIO A

FIGLIO

FIGLIO C

FIGLIO D

ALLELI NELLAPOPOLAZIONE 11111111

Il test di identificazione del DNA in campogiudiziario non dà responsi certi. Suppo-nendo che le autoradiografie del gruppo Iprovengano da una stessa famiglia, alloragli aneli dei figli devono derivare dai geni-

non possono essere sottoposti a un se-condo test se i risultati sono ambigui.

Queste difficoltà intrinseche sono ul-

v-Z teriormente aggravate dal proble-ma dello spostamento delle bande. Que-sto fenomeno si verifica quando i fram-menti di DNA migrano a velocità diffe-renti lungo piste separate di un unico gele può essere causato da vari fattori, tra iquali ricordiamo la preparazione dei gel,la concentrazione dei campioni di DNA,la quantità di sali nella soluzione di DNAe la contaminazione. Lo spostamentodelle bande può verificarsi anche nel ca-so in cui le diverse piste contenganoDNA appartenente allo stesso soggetto.Poiché gli alleli nei sistemi RFLP messia punto per le indagini giudiziarie sonotanto ravvicinati, è difficile determinarese le posizioni relative delle bande sonocausate semplicemente dalla dimensionedei frammenti allelici o se invece lo spo-stamento delle bande può avere influitosu di esse.

Il modo in cui il problema dello spo-stamento delle bande è stato affrontatoin aula è un'eccellente dimostrazionedelle difficoltà che si vengono a crearequando sono i tribunali, e non le verifi-che condotte da esperti, a determinarel'attendibilità di un metodo. Due anni orsono, quando la prova del DNA fu in-trodotta per la prima volta nelle aule deitribunali statunitensi, la maggior partedei periti medico-legali negava l'esisten-za dello spostamento delle bande. Oraperò alcuni esperti ritengono probabileche forse addirittura nel 30 per cento del-le perizie legali sul DNA le bande pos-sano apparire spostate. Sono state for-mulate parecchie ipotesi sulle cause delfenomeno, ma finora le riviste specializ-zate non hanno pubblicato alcun articolosu questo argomento.

I laboratori medico-legali per l'ana-lisi del DNA stanno rapidamente cer-

,

cando di sviluppare sonde speciali in gra-do di legarsi a loci monomorfici - fram-menti di enzimi di restrizione che hannole stesse dimensioni in ogni individuo -per disporre di un possibile metodo dicontrollo dello spostamento delle ban-de. In teoria, se le regioni monomorficheappaiono spostate, si ha la sicurezza chevi è stato spostamento delle bande e di-venta possibile disporre di un fattore dicorrezione. La difficoltà, ancora unavolta, consiste nel fatto che né questometodo, né alcun'altra possibile soluzio-ne sono stati sottoposti al controllo diesperti.

Eppure nel processo McLeod per vio-lenza carnale, intentato lo scorso dicem-bre nel Maine, il direttore del laborato-rio che aveva eseguito i test di identifi-cazione del DNA dichiarò che un fattoredi correzione ottenuto con una sondamonomorfica gli aveva permesso di af-fermare che esisteva una corrispondenzafra il sangue dell'imputato e lo spermatrovato sulla vittima, anche se le bandeerano visibilmente spostate. Quando poifu scoperto che una seconda sonda mo-nomorfica indicava un fattore di corre-zione minore, che non giustificava la di-sparità tra le bande, egli ammise che lesonde monomorfiche possono produrrefattori di correzione incostanti; nono-stante ciò sostenne che la prima corre-zione era quella esatta per le bande inquestione. L'accusa, però, riconobbel'assurdità di un'argomentazione nonconvalidata da alcuna pubblicazione eri-tirò la prova del DNA. In decine di altricasi, tuttavia, i giudici sono stati convintidallo stesso tipo di argomentazioni, an-che se non esiste alcuna raccolta di studiche possa costituire un riferimento per lacorte. In ogni caso, il luogo più logicoper discutere questi problemi sono le ri-viste scientifiche specializzate, non le au-le dei tribunali.

Un altro grave problema che si pre-

SOSPETTATO

PROVA

PROVA

senta quando si vuole caratterizzare ilDNA per scopi processuali è la contami-nazione del materiale. Il più delle voltei campioni prelevati sul luogo del crimi-ne sono contaminati e degradati. La pre-senza di batteri e di materiale organicoe la degradazione comportano il rischiosia di falsi positivi, sia di falsi negativi.Per esempio, la contaminazione può de-gradare il DNA provocando la distruzio-ne dei frammenti più grandi. In questicasi una sonda che dovrebbe produrredue bande ne produce una sola (quellapiù piccola).

I laboratori di ricerca utilizzano con-trolli interni per evitare le interpretazio-ni errate che possono derivare da questiartefatti. Detti controlli però possono ri-velarsi inadeguati per le perizie legali.Per esempio, un controllo consigliatoper verificare lo spostamento delle ban-de è quello di eseguire un esperimentodi mescolamento: il campione A vienecollocato sulla pista uno, il campione Bsulla pista due eA e B insieme sulla pistatre. Se entrambi i campioni provengonodallo stesso individuo, idealmente la pi-sta tre dovrebbe produrre una sola seriedi bande, mentre se provengono da in-dividui diversi dovrebbe presentare duediverse serie di bande. Purtroppo, nelcaso delle perizie legali, spesso il mate-riale disponibile non è sufficiente pereseguire un esperimento di mescolamen-to ; per di più, studi recenti hanno dimo-strato che alcune sostanze contaminanti,come per esempio le tinture, possono le-garsi al DNA e alterarne la mobilità inun gel, tanto che un esperimento di me-scolamento con campioni provenientidallo stesso individuo può avere comerisultato due diverse serie di bande.

T a potenziale importanza della provad di identificazione del DNA a fini le-gali deriva dal fatto che essa può nonsolo dimostrare che due campioni han-

e

6 LE SCIENZE n. 263, luglio 1990 LE SCIENZE n. 263, luglio 1990 17

ISPANO-AMERICANI

1-7 28% 28% I I 33%

28% 28% F-1 22%

CUBANI 1 7% E= 67%

0% O 17%O 0% O 67%

MESSICANILi 67% RE 17%O 17% O 67%

0% O O%

PORTORICANIE] 0% Mi 0%r---i 6 7% O 17%

83% O 0%

I dati relativi alle popolazioni possono essere non statisticamente significativi per il calcoloesatto della frequenza di un genotipo. Nell'ipotetica popolazione ispano-americana quimostrata, un particolare sito del DNA ha sei aneli distinti, ciascuno corrispondente a undiverso colore. Gli individui eterozigoti sono indicati con due colori per rappresentare idue alleli ereditati dai genitori; gli individui omozigoti, che hanno ereditato lo stesso Mieleda entrambi i genitori, sono rappresentati con un solo colore. Le frequenze degli anelinell'intera popolazione differiscono molto dalle frequenze degli alleli nei vari sottogruppi.

no la medesima sequenza di bande, maanche indicare che tale sequenza è estre-mamente rara. La validità dei dati e deipresupposti sui quali i laboratori medi-co-legali si sono basati per valutare lasuddetta rarità sono attualmente oggettodi discussione nell'ambito della comuni-tà scientifica.

Le principali critiche mosse al test so-no due. Innanzitutto è difficile operarecon esattezza una distinzione fra le deci-ne di alleli presenti in un dato locus equindi risulta intrinsecamente poco at-tendibile il calcolo della frequenza concui ogni allele appare nella popolazione.In secondo luogo, le equazioni statisti-che per calcolare la frequenza di una par-ticolare distribuzione di alleli sono vali-de solo per una popolazione in cui lemodalità di riproduzione non sono sog-gette a fattori preferenziali, una condi-zione denominata equilibrio di Hardy--Weinberg.

Se una popolazione è caratterizzata daequilibrio di Hardy-Weinberg si puòsupporre che i tipi di allele siano mesco-lati a caso. La presenza di un allele èdunque indipendente dalla presenza diun secondo allele. È allora possibile cal-colare la frequenza del genotipo, ossia diuna particolare coppia di alleli, in un lo-cus specifico moltiplicando la frequenzadi ciascun allele e raddoppiandola (per-ché un individuo ha la stessa probabilitàdi ereditare ciascun allele da entrambi igenitori). La frequenza di un genotipoin una combinazione di loci si ottienequindi semplicemente moltiplicando la

frequenza del genotipo in ogni singololocus. Per esempio, se ciascuno dei ge-notipi nei loci A, B, Ce D è presente nel10 per cento della popolazione, allora laprobabilità che in un individuo si abbiala presenza di questi genotipi in tutti equattro i loci è di 0,1 moltiplicato per sestesso quattro volte: 0,0001.

Negli Stati Uniti i laboratori medico--legali che compiono i test sul DNA ef-fettuano questi calcoli sulla base dei datiche essi stessi hanno raccolto e che perla maggior parte non vengono pubblicatisu riviste specializzate né verificati obiet-tivamente. Uno dei problemi principaliè che nessuno dei maggiori laboratoriutilizza lo stesso sistema RFLP, e anchese i laboratori decidessero di uniformarele sonde e gli enzimi utilizzati, i risultatipotrebbero comunque differire sensibil-mente a meno che non si adottassero an-che identici protocolli. I laboratori com-merciali per i test sul DNA sono peròrestii alla standardizzazione, perché cia-scuno considera il proprio sistema RFLPcome esclusivo e le sonde e gli enzimi, oil loro brevetto, vengono venduti ai la-boratori della polizia scientifica in tuttoil paese.

Un altro grave problema è dato dalfatto che certe popolazioni possono nonessere in equilibrio, nel qual caso né glialleli né i loci sarebbero indipendenti.Non si è ancora raggiunto un accordo sucome calcolare la frequenza di un geno-tipo in queste popolazioni (data la scar-sità dei dati raccolti dai laboratori medi-co-legali per i test sul DNA). Nella si-

tuazione attuale, gli esperti di geneticadi popolazioni si trovano di fronte alquesito se le varie comunità razziali edetniche siano abbastanza lontane dall'e-quilibrio da precludere l'impiego delleattuali basi di dati per i sistemi altamentepolimorfici utilizzati nel test di identifi-cazione del DNA. Per esempio, negliStati Uniti è possibile parlare di una sin-gola popolazione mista nel caso degliispano-americani? O siamo di fronte aincroci non casuali, con la tendenza deicubani ad avere figli con altri cubani edei messicani ad avere figli con altri mes-sicani? Dovrebbe esistere una distintabase di dati sulle frequenze degli alleliper ognuna di queste sottopopolazioni?Per scoprirlo gli studiosi di geneticadi popolazioni dovranno raccogliere unmaggior numero di dati.

Inoltre 1000 indagini giudiziarie con-dotte negli Stati Uniti sono state pre-

sentate prove basate sul DNA, ma soloin poche decine di casi la prova del DNAè stata messa in discussione nel corso diun'udienza preliminare. Secondo le ri-cerche da noi compiute in nessuna diqueste udienze, prima del caso Castro,vennero esaminate le difficoltà nel di-stinguere la prova di identificazione delDNA a fini legali dalle applicazioni dia-gnostiche. In tutte le udienze preceden-ti, tranne due, gli avvocati della difesanon riuscirono a ottenere i dati originalisulla popolazione che erano serviti di ba-se per le conclusioni sulle frequenze de-gli alleli. Nelle prime quattro sentenze diCorte d'appello sulle prove del DNA ladifesa non riuscì a fornire alcuna testi-monianza di periti e il controinterroga-torto dei periti chiamati a deporre dal-l'accusa fu molto superficiale.

Non sempre però si tratta di mancanzadi buona volontà. Un avvocato della di-fesa spiegò una volta di aver chiesto adecine di biologi molecolari di testimo-niare, ma tutti avevano rifiutato. Le in-terviste con alcuni degli esperti hannorivelato che la maggior parte di essi, es-sendo spesso a contatto con la ricercascientifica relativa all'identificazione delDNA, supponeva che l'applicazione del-la tecnica alle questioni penali dovesseessere ugualmente affidabile. Alcuni,che erano consapevoli dei possibili pro-blemi, erano restii a criticare pubblica-mente il metodo per timore che tali cri-tiche venissero fraintese come un attaccoalla ricerca che stava alla sua base.

Un altro fattore preoccupante è chegli avvocati della difesa spesso non han-no a disposizione il tempo e i fondi ne-cessari per occuparsi dei problemi inquestione. Questi nuovi metodi scienti-fici vengono utilizzati soprattutto per in-dividuare gli autori di crimini violenti ein questi casi gli imputati provengonoprevalentemente dai settori meno ab-bienti della società. Di conseguenza essisono costretti per lo più ad affidarsi adifensori nominati dalla corte, scelti instudi di avvocati d'ufficio, società per il

patrocinio legale gratuito o tra i membridell'ordine degli avvocati che hanno par-celle relativamente basse. Molti di questiavvocati sono ben preparati, ma spes-so mancano loro il tempo e le risorseper sollevare valide obiezioni alle provescientifiche. E, onestamente, ci sono an-che avvocati meno preparati che vengo-no semplicemente sopraffatti dalla com-plessità della materia.

Per di più, nella maggior parte degliStati, un difensore nominato dalla cortenon può richiedere la deposizione di unperito senza l'autorizzazione del giudicedel tribunale di prima istanza. In alcunirecenti processi in cui si è fatto ricorsoalle prove sul DNA in Oklahoma e Ala-bama, per esempio, la difesa non potérichiedere la deposizione di alcun peritoperché il presidente del tribunale avevarifiutato di stanziare i fondi necessari.Nel processo Castro un fattore determi-nante per il successo dell'obiezione delladifesa fu la partecipazione di numerosirappresentanti di primo piano della co-munità scientifica, la maggior parte deiquali acconsentì a testimoniare senza al-cun compenso.

Dal momento che gli avvocati difen-sori sono raramente in grado di sol-

levare obiezioni contro i più recenti testscientifici, siamo convinti che l'unicomodo per garantire la giustizia sia il con-trollo indipendente dei metodi giudizia-ri. In particolare, prima che una tecnicascientifica possa essere trasferita dal la-boratorio di ricerca all'aula del tribuna-le devono essere stabiliti standard a li-vello nazionale e devono essere previsteleggi che garantiscano l'applicazione diquesti standard.

La regolamentazione dei laboratorimedico-legali statunitensi può rifarsi aun modello eccellente: il Clinical La-boratories Improvement Act del 1967(emendato nel 1988). Questa legge isti-tuì un sistema di autorizzazioni e di ve-rifiche di competenza dei laboratori d'in-dagini mediche e venne promulgata per-ché tali laboratori, che non sono soggettiagli stessi stretti controlli dei laboratoridi ricerca, fornissero comunque prodottie servizi affidabili.

Al contrario, nessun laboratorio me-dico-legale privato o pubblico è attual-mente controllato da alcuna agenzia go-vernativa. Non esiste neppure alcunmandato vincolante per i laboratori me-dico-legali né si richiede che questi sianosoggetti a controlli indipendenti sull'at-tendibilità dei responsi. Un altro proble-ma è dato dal fatto che in campo giudi-ziario non siano imposti criteri obiettiviper l'interpretazione dei dàti. Circa l'80per cento dei laboratori medico-legalidell'America Settentrionale cade sottola giurisdizione della polizia o del pub-blico ministero e quindi, dato che i tec-nici di laboratorio possono essere al cor-rente dei particolari del caso, non è dettoche i risultati delle analisi siano impar-ziali. In breve, i laboratori clinici che sta-

biliscono se un individuo è o non è affet-to da mononucleosi sono molto più con-trollati dei laboratori medico-legali checon i loro test del DNA possono far con-dannare una persona alla sedia elettrica.

Le autorizzazioni e i controlli sullacompetenza dei laboratori medico-legalipotranno funzionare solo se saranno ap-plicati adeguatamente. Gli standard na-zionali per le perizie legali devono anda-re a beneficio della giustizia e non di chiha acquisito interessi in questo settore.Non si tratta di un rischio immaginario:dal 1988 al 1989 un comitato della Ame-rican Association of Blood Banks lavoròallo sviluppo di standard nazionali per iltest di identificazione del DNA e si av-valse dell'aiuto di due consulenti esterniche misero a disposizione la loro espe-rienza nel campo della genetica moleco-lare: si trattava dei più autorevoli scien-ziati della Lifecodes e della Cellmark, ledue società che effettuano pressoché tut-te le prove di identificazione del DNA afini legali negli Stati Uniti.

Alcuni osservatori propongono di de-legare il compito di definire gli standardnazionali per le perizie legali di identifi-cazione del DNA al Federal Bureau ofInvestigation (FBI), ma c'è motivo didiffidare di questa proposta. L'annoscorso l'FBI cominciò a effettuare test diidentificazione del DNA senza primasottoporre i suoi metodi a una verifica e-sterna. Nelle poche udienze preliminarinelle quali furono sollevate obiezioni aitest sul DNA condotti dall'FBI, il Bu-reau si è mostrato restio a fornire i datioriginali sui quali si basavano le sue con-clusioni, reclamando il «privilegio di nonfare autocritiche», un concetto che, inci-dentalmente, ha ben pochi precedentilegali. L'FBI si è opposto anche alla ve-rifica indipendente dell'attendibilità deitest effettuati, sostenendo che nessunafigura esterna è qualificata a giudicarel'operato del Bureau. Inoltre, in occasio-ne di un recente simposio sponsorizzatodall'FBI sui test di identificazione delDNA che ha riunito 300 periti medico--legali provenienti da tutto il mondo, imembri dell'FBI erano gli unici a oppor-si alle proposte secondo le quali i labo-ratori dovrebbero spiegare per iscrittogli elementi da cui hanno ricavato le loroconclusioni e far sottoscrivere queste re-lazioni agli scienziati e ai tecnici che han-no condotto il test.

La posizione dell'FBI in questo con-testo va contro tutte le norme stabilitenell'ambito della comunità scientifica.Per esempio, se l'autore di un articoloscientifico rifiutasse di sottoporre i suoidati originali a stretti controlli indipen-denti, l'articolo verrebbe rifiutato. Se unlaboratorio clinico rifiutasse una richie-sta ragionevole da parte della collettivitàdi esaminare il responso delle indaginisulla sua competenza rischierebbe diperdere l'autorizzazione a esercitare. Esarebbe impensabile per un laboratoriodiagnostico fornire al ginecologo che hainviato una sua cliente un referto non

sottoscritto che riporti la sola prescrizio-ne di aborto sulla prima pagina.

periti indipendenti stanno finalmen-te cominciando a rendersi conto del

carattere di urgenza di questi problemi.Lo scorso autunno il New York StateForensic DNA Analysis Panel proposerequisiti dettagliati per la certificazio-ne, l'autorizzazione e il riconoscimentodei laboratori medico-legali che eseguo-no i test sul DNA. L'Office of Techno-logy Assessment del Congresso degliStati Uniti dovrebbe pubblicare a brevis-sima scadenza una relazione sulla rego-lamentazione dei test di identificazionedel DNA. La National Academy ofSciences ha nominato un comitato perstudiare standard adeguati per i test diidentificazione del DNA e si prevede chepubblicherà una relazione entro l'iniziodell'anno prossimo.

È riprovevole che queste misure sianostate messe in moto solo dopo che le at-tuali carenze dei test di identificazionedel DNA sono venute alla luce nelle auledei tribunali. Speriamo che le riformequi anticipate possano servire alla causadella giustizia in futuro, sebbene questasia una magra consolazione per gli impu-tati condannati ingiustamente o per levittime di atti criminosi che hanno vistomettere in libertà il vero colpevole. Daparte nostra speriamo che, con adegua-ti standard nazionali e con una validaregolamentazione dei laboratori medi-co-legali, tecniche preziose come la pro-va di identificazione del DNA possanosvolgere un ruolo determinante e positi-vo nell'amministrazione della giustizia.Una volta esaminati tutti i fatti e le testi-monianze non dovrebbe esserci test mi-gliore per identificare un criminale o perscagionare un innocente.

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