Applicazione e limitazione di un orologio biologico

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 6093 (2023) Citare questo articolo

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La stima dell’ora della morte è uno dei problemi più importanti in ambito forense. Qui, abbiamo valutato l'applicabilità, i limiti e l'affidabilità del metodo basato sull'orologio biologico sviluppato. Abbiamo analizzato l'espressione dei geni dell'orologio, BMAL1 e NR1D1, in 318 cuori morti con ora di morte definita mediante RT-PCR in tempo reale. Per stimare l'ora della morte, abbiamo scelto due parametri, il rapporto NR1D1/BMAL1 e il rapporto BMAL1/NR1D1 rispettivamente per le morti mattutine e serali. Il rapporto NR1D1/BMAL1 era significativamente più alto nei decessi mattutini e il rapporto BMAL1/NR1D1 era significativamente più alto nei decessi serali. Sesso, età, intervallo post-mortem e la maggior parte delle cause di morte non hanno avuto effetti significativi sui due parametri, ad eccezione dei neonati e degli anziani e delle gravi lesioni cerebrali. Anche se il nostro metodo potrebbe non funzionare in tutti i casi, il nostro metodo è utile per la pratica forense in quanto integra i metodi classici che sono fortemente influenzati dall'ambiente in cui è collocato il cadavere. Tuttavia, questo metodo deve essere applicato con cautela nei neonati, negli anziani e nei pazienti con gravi lesioni cerebrali.

La stima dell'ora della morte, che spesso è estremamente difficile, è uno dei compiti più importanti nella pratica forense. Ad oggi sono stati sviluppati numerosi metodi per stimare l'ora della morte1,2. Nell'ultimo decennio, sono state introdotte varie tecniche innovative, come la nanomeccanica dei tessuti3, la proteomica quantitativa basata sulla spettrometria di massa4, l'analisi della comunità del microbiota orale5 e l'analisi dei micro-RNA6, per stimare l'intervallo post-mortem, apportando progressi sostanziali in questo campo. Tuttavia, la maggior parte di questi metodi stima il tempo trascorso dalla morte, ma non stima l’ora della morte. L’attuale metodo per stimare l’ora della morte rimane insoddisfacente.

I progressi della cronobiologia hanno prodotto grandi impatti e progressi in vari campi medici, come la cronofarmacologia, la cronoterapia e la terapia dei disturbi del sonno7,8,9,10,11,12,13,14. La cronobiologia può contribuire alla medicina legale, soprattutto nella stima dell'ora della morte. Tuttavia, l’applicazione forense della cronobiologia è piuttosto limitata. A nostra conoscenza, esiste attualmente un solo rapporto sull'applicazione della cronobiologia alle indagini forensi, in cui l'ora della morte è stata stimata in base alla concentrazione di melatonina nel corpo pineale, nel siero e nelle urine15. Pertanto, abbiamo provato ad applicare l'orologio biologico alla stima dell'ora della morte. Nel 2011, abbiamo riportato la prima applicazione forense della cronobiologia nella stima dell'ora della morte utilizzando un modello murino e applicato il metodo ad alcuni casi di autopsia16. Nel nostro precedente rapporto, abbiamo utilizzato due principali geni oscillatori, il recettore nucleare degli idrocarburi arilici del cervello e del muscolo simile al traslocatore nucleare 1 (BMAL1 o ARNTL) e il recettore nucleare della sottofamiglia 1 del gruppo D membro 1 (Rev-Erbα, NR1D1), nel sistema dell'orologio circadiano. per leggere l'orologio biologico nei reni, nel fegato e nel cuore. Poiché questi due geni orologio oscillano in fasi opposte17,18, il rapporto NR1D1/BMAL1 amplifica l'oscillazione circadiana di ciascuna espressione genica16. Abbiamo dimostrato l'applicabilità del nostro metodo nella pratica forense, ma non abbiamo potuto chiarire l'affidabilità e i limiti del metodo, perché è stato esaminato solo un numero limitato di casi autoptici.

Fin dal suo sviluppo, abbiamo applicato il metodo alla nostra pratica di routine di stima dell'ora della morte nei casi di autopsia. In questo studio, abbiamo valutato il nostro metodo sulla base dei risultati della sua applicazione a 318 casi di autopsia con ora nota di morte nel nostro dipartimento. Mostriamo l'applicabilità pratica e i limiti del nostro metodo, che stima l'ora della morte in base all'orologio biologico.

I rapporti NR1D1/BMAL1 (N/B) e BMAL1/NR1D1 (B/N) sono stati tracciati rispetto all'ora della morte, risultando in picchi chiari intorno alle 6:00 e alle 18:00, rispettivamente (Fig. 1a e b), indicando che l'espressione del gene dell'orologio può essere rilevata con precisione anche nei cadaveri.