Forensic DNA Phenotyping: stima dell'età cronologica mediante analisi quantitativa della metilazione del DNA nella popolazione italiana

Abstract

Il Forensic DNA Phenotyping (FDP) è uno strumento investigativo che consente la predizione delle caratteristiche visibili esternamente, la predizione dell’origine biogeografica e la stima dell’età di un individuo a partire dal DNA, al fine di costruire un identikit molecolare del donatore di una traccia biologica a cui non è possibile risalire attraverso le analisi genetiche per l’identificazione individuale. L’analisi quantitativa della metilazione di specifici siti del genoma correlati all’età è attualmente l’approccio più promettente per la stima dell’età cronologica di un individuo. Lo scopo di questo lavoro è contribuire ad aumentare le conoscenze sulla stima dell’età cronologica nella popolazione italiana. In particolare, questa tesi si pone come obiettivo lo sviluppo di un modello predittivo basato su dati di metilazione di siti compresi nell’orologio epigenetico VISAGE, ricavati dall’analisi di campioni di sangue appartenenti ad individui di origine italiana attraverso il sequenziamento massivo parallelo (MPS). I risultati ottenuti in questo lavoro sono molto incoraggianti sia per quanto riguarda la metodologia adottata che per l’accuratezza del modello predittivo costruito, pari a 2,8 anni. Risulta ad ogni modo fondamentale proseguire e implementare questo studio, testando il saggio con quantità di DNA inferiori che più si avvicinano a quelle che si riscontrano nella realtà forense e allargando la fascia di età e il numero dei campioni per migliorare ulteriormente l’accuratezza del modello. Questo progetto di tesi è stato svolto presso il laboratorio di Genetica Forense dell’Università Politecnica delle Marche, all’interno della S.O.D. di Medicina Legale dell’Azienda Ospedaliero Universitaria delle Marche, nell’ambito del progetto PRIN2022 “Legal, ethical and social challenges of the Forensic DNA Phenotyping in Italy (LetFor)”.

Forensic DNA Phenotyping (FDP) is an investigative tool that enables the prediction of externally visible characteristics, biogeographic ancestry and the estimation of an individual's age from DNA. This is used to create a molecular identikit of the donor of a biological trace that cannot be identified through traditional genetic analysis for individual identification. Currently, the most promising approach for estimating an individual’s chronological age is quantitative methylation analysis of specific age-related genome sites. The objective of this study is to contribute to the expansion of knowledge regarding the estimation of chronological age in the Italian population. Specifically, this thesis aims to develop a predictive model based on methylation data from sites included in the VISAGE epigenetic clock, obtained through the analysis of blood samples from individuals of Italian origin using of massively parallel sequencing (MPS). The results of this study are highly encouraging, both in terms of the methodology employed and the predictive model constructed, which has an accuracy of 2,8 years. However, it is essential to further advance and apply this research by testing the assay with smaller quantities of DNA, closer to those encountered in forensic contexts, and by expanding the age range and increasing the number of samples to further enhance the model's accuracy. This thesis was conducted at the Forensic Genetics Laboratory of the Polytechnic University of Marche, within the Department of Legal Medicine of the Azienda Ospedaliero Universitaria delle Marche, as part of the PRIN2022 project “Legal, ethical, and social challenges of the Forensic DNA Phenotyping in Italy (LetFor)”.