08/09/2013

Preuve par l'ADN

Qu’elle se nomme «empreinte génétique», «profil génétique», «profil ADN», ou «empreinte ADN», l’analyse d’ADN mise au service de la justice est un outil fascinant du point de vue technique, performant du point de vue policier, bénéfique du point de vue judiciaire, inquiétant pour certains observateurs méfiants.



Conceptuellement, l’arrivée de l’analyse d’ADN n’a toutefois pas modifié beaucoup de choses dans le monde de la police scientifique. Les principes de la recherche des traces, de leur récolte, de leur interprétation, étaient déjà formulés depuis longtemps. On connaissait les systèmes de bases de données informatisées et en corollaire les inquiétudes de protection des données.

Néanmoins, l’analyse d’ADN plongeant ses racines dans la génétique moléculaire, une des sciences les plus performantes et innovatrices de ce tournant de millénaire, elle a contribué de façon déterminante à vitaliser et à faire connaître le monde jusque là un peu discret et secret de la police scientifique. Elle a conduit les milieux scientifiques traditionnels à s’intéresser à ce territoire exotique de la science, et à y apporter leur contribution critique. Elle y a attiré des étudiants, des chercheurs, des fonds de recherche. Elle a favorisé l’implantation de nouveaux modes de pensée tels que l’interprétation bayésienne, l’introduction des pratiques modernes de l’assurance qualité et le développement d’une industrie de la police scientifique.

Alors que de nombreuses techniques de police scientifique étaient souvent pratiquées par des policiers formés sur le tas, l’analyse d’ADN a consacré l’ouverture du monde policier aux universitaires. La réalisation d’analyses de traces biologiques et leur interprétation requièrent des compétences hautement spécialisées. C’est la raison pour laquelle les laboratoires sont dirigés par des personnes possédant une formation universitaire dans le domaine correspondant.

1/ Quelques méthodes d'analyse de base en biologie: Les méthodes immunologiques

Les méthodes immunologiques sont toutes les méthodes (quantitatives ou qualitatives) faisant appel à des anticorps et à leurs capacités extraordinaires à reconnaître des molécules spécifiques. Cette reconnaissance spécifique est bien sûr exploitée par notre système immunitaire pour remplir son rôle protecteur par exemple contre les agents infectieux. Elle a aussi été exploitée depuis longtemps dans diverses techniques de laboratoire pour détecter avec une sensibilité et une spécificité élevées toutes sortes de molécules notamment d’intérêt médical. Dans le contexte forensique, on en trouve des applications surtout dans des tests spécifiques du sang humain, des tests du sperme, de salive, ou dans des tests de détection de stupéfiants.

Les anticorps sont des réactifs somme toute assez faciles d’accès. Pour les obtenir, la stratégie consiste à injecter à un animal la molécule-cible (l’antigène), de façon à stimuler le système immunitaire de cet animal à produire des anticorps contre cet antigène. Il suffit ensuite de récupérer le sang de cet animal contenant les anticorps qu’il aura produits. Si l’on débarrasse ce sang de ses globules blancs et de ses globules rouges, il nous reste un liquide jaunâtre, le sérum, qui contient toutes sortes de protéines et parmi elles les anticorps qui nous intéressent. Ce sérum peut alors nous servir de réactif pour la détection au laboratoire des antigènes qui avaient été injectés à l’animal. Un tel sérum, utilisé comme réactif du fait des anticorps qu’il contient, est appelé un antisérum.

Tout le monde a déjà entendu parler d’antisérum dans le contexte de la protection contre les effets des venins. Il s’agit en effet d’un antisérum car c’est un sérum contenant des anticorps dirigés contre les protéines toxiques du venin. Les agents actifs des venins sont les plus souvent des protéines1, donc des antigènes potentiels contre lesquels il est possible de préparer un antisérum. Le venin est injecté en faibles doses par exemple à des chevaux, dont le système immunitaire va fabriquer les anticorps correspondants. Le sérum de ces chevaux est alors riche en anticorps anti-protéines du venin.

Immunoessais

Il existe une large palette de techniques ingénieuses d’analyse quantitative utilisant les anticorps. D’une façon générale, ce sont des techniques simples sur le plan du concept et de la manipulation, tout en étant très performantes sur le plan de la sensibilité et de la spécificité. On peut décrire très brièvement un exemple de stratégie. Imaginons en effet que l’on veuille détecter du sang humain dans une trace biologique, on peut envisager utiliser des anticorps ayant comme cible l’hémoglobine, la principale protéine du sang.

Ceci est uniquement un exemple de stratégie d’analyse. De nombreuses autres stratégies ont été inventées, par exemple des stratégies qui permettent de détecter cette fois des anticorps. Si l’on veut savoir si une personne a déjà été confrontée au virus VIH (en anglais HIV, c’est-à-dire le virus du SIDA), il faut tester son sang – ou plutôt son sérum si l’on veut être précis – pour voir s’il contient des anticorps anti-VIH. Si un tel test est positif, on dira que la personne est séropositive pour le VIH.

Immunochromatographie

Il existe des méthodes immunologiques conçues pour donner une réponse en oui/non. C’est notamment le cas des méthodes immunochromatographiques. Ces méthodes sont conçues pour tester la présence d’un antigène dans un liquide, selon une démarche d’utilisation extrêmement simple.

Le liquide à tester est versé dans un orifice, où il atterrit sur un morceau de buvard imprégné, dans la zone de réception, d’anticorps dirigé contre l’antigène à tester. L’anticorps s’accroche à l’antigène et par le mouvement du liquide dans le buvard, ils migrent de façon conjointe vers une autre zone du buvard où est fixé un 2e anticorps, différent du premier, qui a pour cible le même antigène mais qui s’accroche sur une autre partie de cet antigène. La zone où est fixé le 2e anticorps est la zone de capture. Si l’on a pris soin d’accrocher un colorant au premier anticorps, une coloration va donc apparaître dans la zone de capture. De nombreux tests, dont des tests de grossesse, sont basés sur ce principe.

2/ Les systèmes de marquage
Que ce soit pour les méthodes immunologiques déjà décrites ou de nombreuses autres méthodes d’analyse, il est nécessaire de marquer des molécules pour les rendre détectables. Les molécules à marquer sont des molécules ayant une capacité à reconnaître des molécules-cibles. On va donc marquer des anticorps, des sondes, etc. Le marquage consiste à y accrocher une molécule facilement détectable, qui peut être un colorant, un atome radioactif, une enzyme catalysant une réaction chimique colorée, etc.

Marquage enzymatique

Certaines enzymes peuvent catalyser des réactions chimiques dont le produit est coloré ou fluorescent. De telles enzymes peuvent être accrochées aux molécules à détecter par des réactions chimiques simples. Etant donné qu’une seule molécule d’enzyme peut conduire à la formation de milliers de molécules de colorant (fig. 3.2), les enzymes sont des marqueurs très performants, qui permettent de concevoir des tests ayant des sensibilités élevées.

Marquage fluorescent
Le moyen le plus évident de marquer une molécule est de lui accrocher une molécule de colorant. La sensibilité offerte par une telle stratégie est toutefois fort modeste. Pour atteindre une sensibilité satisfaisante, il faut utiliser des colorants fluorescents, c’est-à-dire des colorants qui émettent de la lumière lorsqu’ils sont stimulés par une lumière d’excitation adéquate. On parle aussi de «fluorochromes». La lumière d’excitation habituelle est de la lumière UV, telle que celle utilisée dans les spectacles et les discothèques. De tels colorants sont notamment impliqués dans le marquage des molécules d’ADN lors de l’analyse des profils ADN

L'or colloïdal
L’or colloïdal mérite d’être mentionné ici car il a d’abord été développé comme marqueur pour diverses stratégies de détection utilisant des anticorps. En effet, dans des conditions adéquates, les atomes d’or peuvent former des micro-agrégats ayant une teinte bordeaux. C’est l’or colloïdal. Ces micro-agrégats ont une extraordinaire affinité pour les protéines leur permettant de servir comme marqueur pour les anticorps. Il se trouve que cette affinité pour les protéines a conduit à l’utilisation de l’or colloïdal comme réactif des détections des empreintes digitales. C’est même un réactif de choix pour les empreintes présentes sur divers types de surface. Il s’utilise dans un protocole impliquant plusieurs réactions chimiques consécutives appelé déposition multimétallique.

Même si ce livre est focalisé sur l’analyse d’ADN, il faut avoir conscience que cette analyse n’est qu’un des nombreux outils utilisés par le système policier et judiciaire pour remplir sa mission. En effet, la justice doit tenter de répondre à des questions du type: Qui a fait quoi? A quel moment? Dans quelles circonstances? Pour répondre à ces questions et à d’autres encore, elle fait souvent appel aux «sciences forensiques», appelées parfois aussi «sciences légales».

Les sciences forensiques incluent en quelque sorte toutes les sciences et techniques, dès lors qu’elles peuvent apporter quelques lumières à des questions judiciaires. Cela peut donc concerner toutes les disciplines scientifiques, depuis les sciences de l’ingénieur jusqu’à la médecine, en passant par l’entomologie (étude des insectes) ou l’informatique. C’est le travail des sciences forensiques de traduire les questions des magistrats en questions scientifiques... et de tenter d’y apporter des éléments de réponses.

> Pour en savoir plus

Extrait du titre Preuve par l'ADN - la génétique au service de la justice
de Raphaël Coquoz, Jennifer Comte, Diana Hall, Tacha Hicks et Franco Taroni
Publié aux Presses polytechniques et universitaires romandes

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