Onde quer que vamos, deixamos pedaços de DNA.
Já podemos usar esse DNA para prever algumas características, como olhos, pele e cor dos cabelos. Em breve, pode ser possível reconstruir com precisão todo o seu rosto a partir desses traços.
Este é o mundo da “fenotipagem de DNA” - reconstruindo características físicas a partir de dados genéticos. Pesquisas e empresas como a 23andMe às vezes compartilham dados genéticos que foram “anonimizados” pela remoção de nomes. Mas podemos garantir sua privacidade se pudermos prever o rosto de seu dono?
Aqui é onde a ciência está agora e onde poderia ir no futuro.
Prever cabelo, olhos e cor da pele
A fenotipagem de DNA tem sido uma área ativa de pesquisa por acadêmicos há vários anos. Os pesquisadores de biologia forense Manfred Kayser e Susan Walsh, entre outros, foram pioneiros em vários métodos de fenotipagem de DNA para análise forense.
Em 2010, eles desenvolveram o sistema IrisPlex, que usa seis marcadores de DNA para determinar se alguém tem olhos azuis ou marrons. Em 2012, marcadores adicionais foram incluídos para prever a cor do cabelo. No ano passado, o grupo adicionou a cor da pele. Estes testes foram disponibilizados através de um site e qualquer pessoa que tenha acesso aos seus dados genéticos pode experimentá-lo.
As previsões de traços estão sendo usadas para abordar várias questões. Recentemente, por exemplo, eles foram usados para sugerir que o “Cheddar Man” (o mais antigo esqueleto humano do Reino Unido) pode ter pele escura ou escura a preta e olhos azuis / verdes. Os modelos preditivos são, na maioria das vezes, construídos em populações européias modernas, portanto, pode ser necessário ter cautela ao aplicar os testes a outras populações (especialmente antigas).
A imagem completa
Pesquisas sobre fenotipagem de DNA avançaram rapidamente no ano passado com a aplicação de abordagens de aprendizado de máquina, mas a extensão de nossas capacidades atuais ainda é muito debatida.
No ano passado, pesquisadores da empresa Humanist Longevity, do geneticista Craig Venter, fizeram medições detalhadas dos atributos físicos de cerca de mil pessoas. Genomas inteiros (nosso código genético completo) foram sequenciados e os dados combinados para fazer modelos que preveem a estrutura facial 3D, voz, idade biológica, altura, peso, índice de massa corporal, cor dos olhos e cor da pele.
O estudo recebeu forte repercussão de vários cientistas proeminentes, incluindo Yaniv Erlich, também conhecido como “genoma hacker”. O estudo pareceu prever rostos comuns baseados em sexo e ancestralidade, em vez de rostos específicos de indivíduos. O método de julgar as previsões em pequenas coortes etnicamente mistas também foi criticado.
Mesmo com previsões faciais precisas, Erlich observou que, para essa abordagem, identificar alguém no mundo real:
um adversário ... teria que criar um banco de dados de escala populacional que inclua altura, morfologia da face, assinaturas digitais de voz e dados demográficos de todas as pessoas que eles querem identificar.
Porque sem um banco de dados biométrico detalhado, você não pode passar das previsões físicas para um nome.
Um banco de dados para combinar?
Acontece que o governo australiano está no processo de construir tal banco de dados. “The Capability” é um sistema de reconhecimento biométrico e facial proposto que irá combinar filmagens de CCTV com informações de passaportes e carteiras de habilitação. Inicialmente anunciado como uma medida de combate ao terrorismo, já existem relatos de que o serviço pode ser oferecido por uma taxa às corporações.
Ao mesmo tempo, o Australian Tax Office acaba de iniciar um serviço de reconhecimento de voz. É fácil imaginar como esse tipo de sistema pode ser integrado a "A capacidade".
E não é só a Austrália que estabelece a capacidade de se tornar um estado de vigilância biométrico, que reconhece o rosto. A Índia está implantando o sistema Aadhar e a China lidera o mundo em reconhecimento facial.
O governo australiano está construindo um sistema de reconhecimento facial chamado The Capability, que combinará imagens de CCTV com informações de passaportes e carteiras de habilitação. (Governo de Queensland) Canecas de DNA
Atualmente, a maioria das técnicas de análise de DNA forense se baseia em marcadores “anônimos” que correspondem à identidade de um banco de dados, mas revelam pouco mais sobre um suspeito. Com os avanços da tecnologia genômica, a genética forense está caminhando para testes que podem nos dizer muito mais sobre alguém.
Existem várias empresas que oferecem serviços de fenotipagem de DNA por uma taxa. Uma empresa, a Parabon NanoLabs, afirma ser capaz de prever com precisão a aparência física de uma pessoa desconhecida do DNA. As forças policiais já usam seus serviços, incluindo a polícia de Queensland, em um caso recente de um estuprador em série na Gold Coast.
O sistema Parabon também é baseado em um modelo preditivo. Isso foi desenvolvido aplicando ferramentas de aprendizado de máquina ao seu banco de dados de referência genética / de traços. A empresa prevê a cor da pele, cor dos olhos, cor do cabelo, sardas, ascendência e formato do rosto de uma amostra de DNA. Essas previsões, a confiança em torno delas e uma reconstrução feita por um artista forense são usadas para criar um perfil “instantâneo”.
Há ceticismo sobre as capacidades do Parabon. É difícil avaliar o sistema da Parabon porque o código de computador não está aberto e a metodologia não foi publicada com escrutínio por revisão por pares.
Como com qualquer tipo de evidência de DNA, há um risco de abortos de justiça, especialmente se a evidência for usada isoladamente. A utilidade da fenotipagem de DNA neste momento pode ser mais em seu poder de exclusão do que seu poder preditivo. Parabon afirma que as previsões de snapshots devem ser usadas em conjunto com outras informações investigativas para restringir a lista de possíveis suspeitos.
Onde tudo isso vai acabar?
Nós só precisamos olhar para gêmeos idênticos para ver quanto do nosso rosto está em nosso DNA. A questão é quantas conexões entre o DNA e nossas características físicas poderemos desbloquear no futuro e quanto tempo levará para chegarmos lá?
Alguns recursos são relativamente fáceis de prever. Por exemplo, a cor dos olhos pode ser inferida de relativamente poucas variantes genéticas. Outras características serão mais complicadas porque são “poligênicas”, o que significa que muitas variantes genéticas trabalham juntas para produzir a característica.
Um estudo recente sobre a genética da cor do cabelo, por exemplo, examinou 300 mil pessoas com ascendência européia. Eles encontraram 110 novos marcadores genéticos ligados à cor do cabelo, mas a previsão de algumas cores (preto ou vermelho) é mais confiável do que outras (loira e marrom).
A ciência da reconstrução facial do DNA está avançando rapidamente. (Composto de Parabon e PNAS) A maneira como o DNA codifica nossas características físicas pode ser diferente em pessoas de diferentes grupos ancestrais. Atualmente, nossa capacidade de predizer os europeus modernos será melhor do que outros grupos - porque nossas bases de dados genéticas são dominadas por indivíduos com ascendência européia.
À medida que empregamos abordagens de aprendizado de máquina cada vez mais sofisticadas em bancos de dados maiores (e mais etnicamente representativos), nossa capacidade de prever a aparência a partir do DNA tende a melhorar drasticamente.
Os serviços da Parabon vêm com uma declaração de que as reconstruções não devem ser usadas com sistemas de reconhecimento facial. A integração dessas tecnologias não é impossível no futuro, no entanto, e levanta questões sobre a fluência de escopo.
O que isso significa para a privacidade genética?
Apesar da controvérsia em torno do que podemos fazer agora, a ciência da fenotipagem do DNA só vai melhorar.
O que o campo de fenotipagem de DNA em rápido desenvolvimento nos mostra é o quanto de informação pessoal está em nossos dados genéticos. Se você puder reconstruir um mugshot de dados genéticos, a remoção do nome do proprietário não impedirá a reidentificação.
Proteger a privacidade de nossos dados genéticos no futuro pode significar que temos que encontrar maneiras inovadoras de mascará-los - por exemplo, cloaking genômico, aumento do genoma ou criptografia e plataformas baseadas em blockchain.
Quanto mais entendermos sobre nosso código genético, mais difícil será proteger a privacidade de nossos dados genéticos.
Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation.
Caitlin Curtis, bolsista de pesquisa do Centro de Futuros de Políticas (Genomics) da Universidade de Queensland
James Hereward, pesquisador da Universidade de Queensland
