In de afgelopen twintig jaar is proteomics niet alleen in het algemeen verbeterd, maar heeft het ook zijn toepassing gevonden in de forensische wetenschap. Hoewel er al een gouden standaard is ontwikkeld voor DNA- en RNA-analyses, is er nog veel meer informatie te verkrijgen, schrijven Shirin Alex, Marcel de Puit en hun collega’s van het NFI in een review in Science & Justice. Alex is ook de eerste auteur van twee onderzoeksartikelen waarin specifieke toepassingen van proteomics in de forensische wetenschap worden onderzocht.

‘Het idee achter het overzichtsartikel was om te kijken hoe proteomics in de forensische wetenschap zich de afgelopen twintig jaar heeft ontwikkeld’, zegt Alex, promovendus bij het NFI. ’Aanvankelijk werd het vooral gebruikt voor het identificeren van lichaamsvloeistoffen, maar sindsdien zijn er veel andere toepassingen bijgekomen.’ Proteomics is echter niet de standaardtechniek geworden, voornamelijk door de al bestaande, gevestigde technieken. ‘Je kunt proteomics gebruiken om donoren te identificeren op basis van hun biologische geslacht, maar DNA-analyse is hiervoor over het algemeen veel effectiever. Wat we wilden laten zien, is dat je veel meer informatie kunt verkrijgen in gevallen waar nog geen gouden standaard bestaat.’ Hierdoor kun je verder kijken dan de vraag van wie het materiaal afkomstig is en gaan onderzoeken wat er nu precies is gebeurd en wanneer.

‘De complexiteit van de forensische wetenschap heeft me echt verrast’

Haar- en oogkleur

Alex en haar collega’s ontwikkelden een proof of concept om te helpen bij het identificeren van mengsels van lichaamsvloeistoffen, bijvoorbeeld in gevallen van seksueel geweld. ‘Het is moeilijk om met alleen DNA-analyse te zeggen wie aan welke vloeistof heeft bijgedragen in een geval van mengsels’, legt Alex uit. ’Maar met proteomics kan dat wel. We keken naar eiwitten, met name naar varianten van afzonderlijke aminozuren [single amino acid variants, SAAV’s, red.], die zeer specifiek zijn voor een individu.’ Het team stelde de hypothese dat je deze SAAV’s kunt gebruiken om te bepalen of een vloeistof afkomstig was van persoon A of persoon B. ’Het is niet perfect, maar de proof of concept toont aan dat je SAAV’s kunt gebruiken voor bronattributie.’

Het team was ook benieuwd of je proteomics kunt inzetten om fenotypische kenmerken zoals haar- en oogkleur en lengte vast te stellen aan de hand van bloedmonsters. ’Dat bleek toch iets te hoog gegrepen, dus kozen we voor een eenvoudigere aanpak om het geslacht van een individu te bepalen’, zegt Alex. Het onderzoek leverde een enorme hoeveelheid gegevens op, dus gebruikten ze een machinelearningmodel om deze te analyseren. ‘Voor bekende of schone monsters werkt het model heel goed. Maar als je nepmonsters hebt die opzettelijk zijn verontreinigd, heeft het model moeite.’ Ze concludeert dat het wel mogelijk is om fenotypische kenmerken op te helderen, maar dat DNA veel effectiever is. Proteomics is waardevoller wanneer het wordt toegepast op bronattributie of het bepalen van de tijdlijn van gebeurtenissen.

Discrepantie

Het onderzoek klinkt veelbelovend, maar de conclusies van de artikelen zijn erg voorzichtig. Alex legt uit: ’Toen we het subsidievoorstel schreven, hadden we hoge verwachtingen, omdat ik oprecht dacht dat het veel makkelijker zou zijn om proteomics in de forensische wetenschap toe te passen. De techniek zelf is goed ingeburgerd en de protocollen zijn beschikbaar, dus het zou niet zo moeilijk moeten zijn om deze toe te passen op een ander onderzoeksdoel.’

In de forensische wetenschap zijn er echter veel onbekende factoren en is het moeilijk om een experiment te ontwerpen dat met alles rekening houdt. ’Er is altijd wel een scenario dat je niet hebt voorzien. De complexiteit van de forensische wetenschap heeft me echt verrast’, klaagt Alex.

Er was ook veel scepsis bij mensen in het veld die de gevestigde technieken gebruiken. ‘Ik denk dat de discrepantie in verwachtingen komt door de wens in de forensische wetenschap om technieken onmiddellijk toe te passen, terwijl ons onderzoek zich nog in de ontwikkelingsfase bevindt’, zegt Alex. ’De vraag die we wilden beantwoorden was of er voldoende toepassingsmogelijkheden zijn voor proteomics in de forensische wetenschap.’

Alex antwoordt bevestigend, maar er moet nog veel meer onderzoek worden gedaan voordat proteomics kan worden gebruikt in routineonderzoeken. ‘Ik denk dat het geschikter is in speciale gevallen of bij specifieke vragen, zoals hoeveel donoren er aanwezig waren en welke lichaamsvloeistof van welke donor afkomstig was. Maar ik weet niet zeker of mensen bereid zijn om hun gestandaardiseerde routineprotocollen te veranderen.’ De standaardprocedure houdt namelijk in dat alle eiwitten worden verwijderd om zoveel mogelijk DNA en RNA te verkrijgen. Een nieuw protocol dat eiwitten behoudt en tegelijkertijd extractie van DNA, RNA en eiwitten mogelijk maakt, zou dan ook een aanzienlijke inspanning vergen. ’Ik ben ervan overtuigd dat het uiteindelijk de moeite waard zou zijn, maar ik weet niet zeker wie dit onderzoek zal voortzetten.’

Succesvolle toepassing

Een voorbeeld van de kracht van proteomics in de forensische wetenschap werd in 2019 gerapporteerd in het Journal of Proteomics. ’In de artikelen en in mijn proefschrift zijn we erg voorzichtig. Maar het is al eens met succes toegepast in een verkrachtingszaak.’ Na een avondje stappen waarbij een vrouw te veel had gedronken, ging ze met een man mee naar huis in zijn auto. De volgende dag deed ze aangifte dat ze was verkracht nadat ze het bewustzijn had verloren. De man sprak haar tegen en zei dat het met wederzijdse instemming (consent) was gebeurd. Zij zei dat ze was flauwgevallen nadat ze in de auto had overgegeven. Hoewel de man zijn auto grondig had schoongemaakt, konden de onderzoekers sporen van de vorige nacht vinden. Er werd DNA verzameld, maar dat leverde onvoldoende informatie op om een van beide verslagen te bevestigen. Proteomics-analyse bracht echter de aanwezigheid van gedeeltelijk verteerde eiwitten aan het licht, wat verder bewijs leverde dat ze inderdaad had overgegeven en haar versie bevestigde. ‘Hoewel het geen sluitend bewijs levert, gaf proteomics wel meer context aan het scenario.’

Over het algemeen was het een heel uitdagend project. Alex: ‘Ik kreeg niet altijd resultaten wanneer ik de vastgestelde protocollen volgde en het project was ook verspreid over meerdere instellingen. Maar uiteindelijk was het heel bevredigend toen alles samenviel. Het forensisch onderzoek is al een klein vakgebied, en forensische proteomics is daarbinnen een nog kleinere gemeenschap. Maar het is een heel open community en ze houden ervan om te brainstormen en te discussiëren over het laatste onderzoek. Als eerstejaars doctoraatsstudent was het moeilijk om contact te leggen en mijn plek te vinden, maar na een tijdje werd het veel gemakkelijker om contacten te leggen.’

Alex, S. et al. (2025) Journal of Proteome Research 24(10), DOI: 10.1021/acs.jproteome.5c00098

Alex, S. et al. (2025) Science & Justice 65(6), DOI: 10.1016/j.scijus.2025.101320

Shehata, T.P., Alex, S. et al. (2025) Forensic Science International: Genetics 81, DOI: 10.1016/j.fsigen.2025.103343

Pieri, M. et al. (2019) J. Proteomics 209, DOI: 10.1016/J. JPROT.2019.103524