El necrobioma se ha definido como la comunidad de especies asociadas con restos de cadáveres en descomposición. [1] El proceso de descomposición es complejo. Los microbios descomponen los cadáveres, pero también contribuyen otros organismos, incluidos hongos, nematodos, insectos y animales carroñeros más grandes. [2] Una vez que el sistema inmunológico ya no está activo, los microbios que colonizan los intestinos y los pulmones descomponen sus respectivos tejidos y luego viajan por todo el cuerpo a través de los sistemas sanguíneo y linfático para descomponer otros tejidos y huesos. [3] Durante este proceso, los gases se liberan como subproducto y se acumulan, causando hinchazón. [4]Eventualmente, los gases se filtran a través de las heridas del cuerpo y las aberturas naturales, proporcionando una vía para que algunos microbios salgan del interior del cadáver y habiten en el exterior. [3] Las comunidades microbianas que colonizan los órganos internos de un cadáver se denominan tanatomicrobioma. [5] La región fuera del cadáver que está expuesta al ambiente externo se conoce como la porción epinecrótica del necrobioma, [6] [7] [5] y es especialmente importante para determinar el momento y el lugar de la muerte de un individual. [6]Los diferentes microbios desempeñan funciones específicas durante cada etapa del proceso de descomposición. Los microbios que colonizarán el cadáver y la velocidad de su actividad están determinados por el cadáver mismo y las condiciones ambientales circundantes del cadáver. [7]
Historia
Existe evidencia textual de que los cadáveres humanos se estudiaron por primera vez alrededor del siglo III a. C. para comprender la anatomía humana. [8] Muchos de los primeros estudios de cadáveres humanos se llevaron a cabo en Italia, donde el registro más antiguo de determinar la causa de muerte de un cadáver humano se remonta a 1286. [8] Sin embargo, la comprensión del cuerpo humano progresó lentamente, en parte porque la difusión del cristianismo y otras creencias religiosas hizo que la disección humana se volviera ilegal. [8] Por lo tanto, los animales no humanos fueron disecados únicamente para la comprensión anatómica hasta el siglo XIII cuando los funcionarios se dieron cuenta de que los cadáveres humanos eran necesarios para una mejor comprensión del cuerpo humano. [8] No fue hasta 1676 que Antonie van Leeuwenhoek diseñó una lente que hizo posible visualizar microbios, [9] y no fue hasta finales del siglo XVIII cuando los microbios se consideraron útiles para comprender el cuerpo después de la muerte. [10] Las modernas técnicas moleculares sofisticadas han hecho posible identificar las comunidades microbianas que habitan y descomponen los cadáveres, pero la investigación más avanzada es bastante nueva y, por lo tanto, no se comprende bien. [5] El estudio del necrobioma se ha vuelto cada vez más útil para determinar el momento y la causa de la muerte. [7] [5] para que las investigaciones más recientes puedan tener aplicaciones para resolver delitos.
Aplicaciones del necrobioma
Entomología forense
La entomología forense, el estudio de insectos (artrópodos) que se encuentran en humanos en descomposición, es el campo de estudio más popular utilizado para determinar el intervalo post-mortem (PMI). Esta técnica, sin embargo, es todavía nueva y se está mejorando constantemente y, como tal, puede funcionar bien con otras técnicas como la antropología forense, aunque la entomología forense todavía no es tan confiable por sí misma. Los entomólogos forenses a menudo trabajan en el campo de las investigaciones de la escena del crimen y son parte del equipo de expertos en la escena del crimen que analiza y recopila evidencia con respecto a una muerte sospechosa. Por lo general, la educación mínima requerida para este puesto en particular es un Doctorado en Ciencias Forenses. Los entomólogos forenses son expertos en su campo y, por lo tanto, requieren una certificación profesional de la Junta Estadounidense de Entomología Forense. Como otro campo relativamente nuevo, los microbiólogos forenses, al estudiar la presencia de microbios, comenzaron a investigar formas de determinar el momento y el lugar de la muerte mediante el análisis de los microbios presentes en el cadáver. [11] Esto se convertiría en una parte integral de la resolución de delitos en años posteriores con la invención del proceso del reloj microbiano. A la línea de tiempo microbiana en la que el cuerpo se descompone se le ha dado el término "reloj microbiano", que estima cuánto tiempo ha estado un cuerpo en un lugar determinado en función de los microbios presentes o faltantes. [12] La sucesión de especies bacterianas que pueblan el cuerpo después de un período de cuatro días es un indicador del tiempo mínimo desde la muerte (MTD). [13] La presencia o ausencia de gusanos, así como su edad, también se pueden utilizar para determinar el momento de la muerte; Si el gusano tiene solo unos pocos días, entonces el cadáver no podría haber estado muerto por más tiempo que este tiempo. [14]
Medicina forense microbiana
Dado que el necrobioma se ocupa de las diversas comunidades de bacterias y organismos que catalizan la descomposición de plantas y animales (ver Figura 1), este bioma en particular es una parte cada vez más vital de la ciencia forense . Los microbios que ocupan el espacio debajo y alrededor de un cuerpo en descomposición son exclusivos de él, similar a cómo las huellas dactilares son exclusivas de una sola persona. [15] Usando esta diferenciación, los investigadores forenses en la escena del crimen pueden distinguir entre los lugares de enterramiento. Esto proporcionaría información fáctica concreta sobre cuánto tiempo ha estado allí el cuerpo y el área prevista en la que posiblemente ocurrió la muerte. [1] A medida que el progreso de la investigación sobre el análisis forense microbiano y el necrobioma continúa perfeccionándose y mejorando, la necesidad de nuevos científicos forenses y microbiólogos se vuelve cada vez más necesaria. Cuando ha ocurrido un crimen como un asesinato, un equipo de especialistas en la escena del crimen o expertos en ciencias forenses son llamados a la escena para recolectar evidencia y examinar el cuerpo. [16] Estos expertos van desde odontólogos forenses hasta microbiólogos forenses (Ver Figura 2). Juntos, pueden obtener los elementos necesarios para reconstruir adecuadamente el fallecimiento de la víctima.
Cadáveres y cadáveres
Una forma en que muchas personas estudian cómo se descomponen los cuerpos es mediante el uso de granjas de cuerpos . Hay siete instalaciones de investigación en los EE. UU. Que albergan granjas de cuerpos: la Universidad de Tennessee en Knoxville, la Universidad de Western Carolina, la Universidad Estatal de Texas, la Universidad Estatal Sam Houston, la Universidad del Sur de Illinois, la Universidad de Colorado Mesa y la Universidad del Sur de Florida. Estas instalaciones estudian la descomposición de cadáveres en todas las formas posibles de descomposición, incluso en ambientes abiertos o congelados, enterrados bajo tierra o dentro de automóviles. [17] A través del estudio de los cadáveres, los expertos examinan la línea de tiempo microbiana y documentan lo que es normal en cada etapa en las distintas ubicaciones en las que se coloca cada cuerpo. [17] Se realizó un experimento para estudiar el cambio en el necrobioma dentro de un cadáver y lo realizaron. [18] El experimento se realizó para estudiar la abundancia relativa de organismos en el necrobioma y los cambios que ocurren durante tres etapas diferentes. Para el experimento, utilizaron seis conejos muertos comprados a una empresa de alimentos para mascotas. Los conejos se compraron en Kiezebank y se expusieron en la parte superior de un techo en la Universidad de Huddersfield en West Yorkshire, Reino Unido. Los conejos estaban muertos antes de la compra. Se quitaron tres de las pieles de los conejos del torso para identificar cualquier diferencia en la abundancia del necrobioma. Se recolectaron muestras del interior de la boca, la piel superior del torso expuesta al ambiente del aire y la piel inferior del torso que está tocada por el suelo. Se examinaron las etapas activa, avanzada y de descomposición, y las proteobacterias fueron las más abundantes, seguidas de Firmicutes, Bacteroidetes y Actinobacteria durante la etapa activa de descomposición (Figura 3). Durante la etapa avanzada de descomposición, las Proteobacterias disminuyeron del 99,4% al 81,6% en la cavidad bucal, pero fueron más abundantes en las muestras sin pelo. Se distinguió que los Firmicutes fueron los más abundantes para las muestras de piel, tanto en muestras de piel como sin piel. Finalmente, las Proteobacterias fueron más abundantes en la interfaz del suelo durante el comienzo de la descomposición tanto en las muestras de piel como en las que no lo son. Además, notaron que Actinobacteria fue la menos abundante en la etapa activa y disminuyó aún más durante la etapa seca. [18]
Descomposición
La forma en que las bacterias colonizan un cadáver es predecible al examinar el tiempo transcurrido desde la muerte. [19] Solo se han realizado estudios recientes para determinar si las bacterias por sí solas pueden informar el intervalo post mórtem. [20] Las bacterias responsables de la descomposición de los cadáveres pueden ser difíciles de estudiar porque las bacterias que se encuentran en un cadáver varían y cambian rápidamente. [21] [20] Las bacterias se pueden llevar a un cadáver mediante carroñeros, aire o agua. [22] Otros factores ambientales como la temperatura y el suelo pueden afectar los microbios que se encuentran en un cadáver. [22] Afortunadamente, la colonización microbiana entre humanos y animales es tan similar que se pueden utilizar modelos animales para comprender el proceso de descomposición en humanos. [23] Los cadáveres humanos se utilizan para la investigación, pero los modelos animales proporcionan tamaños de muestra más grandes y producen estudios más controlados. [20] [19] Los modelos porcinos se han utilizado repetidamente para comprender el proceso de descomposición humana en entornos terrestres. [24] [25] Los cerdos son adecuados para estudiar la descomposición humana debido a su tamaño, pelos escasos y bacterias similares que se encuentran en sus tractos gastrointestinales. [26]
Tecnología y técnicas
Se ha desarrollado un algoritmo para predecir con precisión el tiempo transcurrido desde la muerte con una precisión de dos días. [27]
Las técnicas para analizar el necrobioma ahora se han combinado con la entomología forense, como el análisis de ácidos grasos fosfolípidos (PLFA), [28] ésteres metílicos de ácidos grasos del suelo total, [28] y perfiles de ADN. [28] Los cadáveres de cerdo también se han convertido en una herramienta para comprender la microbiología humana, minimizando el problema de variación que existe cuando se utilizan cadáveres humanos como sujetos de estudio. [28] Esta tecnología se utiliza para simplificar la recolección de muestras en secuencias que los científicos pueden leer. La secuencia simplificada del necrobioma se ejecuta a través de un banco de datos para que coincida con su nombre. Debido a la falta de tecnología de algoritmos universales, existe una brecha de conocimiento en varias plataformas en diferentes regiones del mundo. Para cerrar esa brecha, es necesario que haya una expansión de la tecnología. Sin embargo, existen algunos obstáculos, incluida la identificación de necesidades, investigación, desarrollo de prototipos, aceptación y adopción. [29] Superar estos obstáculos ayudaría a muchas organizaciones involucradas con la ciencia forense. Además, aumentaría la comprensión del necrobioma y el crecimiento del desarrollo de un experimento de múltiples pasos preciso y exitoso. Las muestras se cargan en una máquina para generar y analizar secuencias de ADN del microbioma. Los algoritmos se realizan en un laboratorio en un programa de computadora para leer y hacer coincidir las secuencias dentro del banco de datos. Los resultados regresan muy rápidamente en unos pocos minutos a los últimos días.
Ver también
- Microbiología de la descomposición
- Bioma
- Microbioma humano
Referencias
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