Morphological examinations and forensic DNA-typing of hair samples

In der vorliegenden Arbeit wurde der Versuch unternommen, eine Korrelation zwischen der Morphologie des Spurenmaterials Haar und der molekularbiologischen Untersuchung herzustellen. In der Rechtsmedizin waren Haare lange Zeit wegen der technisch schwierigen und zeitintensiven Untersuchungsmethoden eher von untergeordneter Bedeutung. Erst in den letzten Jahren wurden ausreichende wissenschaftliche Grundlagen geschaffen, um im Rahmen der forensischen Spurenkunde spezielle Fragestellungen anhand von molekularbiologischen Haaranalyseergebnissen mit größter Sicherheit zu beantworten. Humane Kopfhaut wurde aus der occipitalen Region entnommen. Nach ausgewählten Fixationen wurden die Gewebeschnitte mit der Hämatoxylin-Eosin- sowie der Methylgrün-Pyronin-Färbung behandelt. Morphologische Hinweise auf die Existenz von Cytoplasmastrukturen, die mit Nukleinsäuren assoziiert sein könnten, fanden sich nach abgeschlossener Keratinisierung ausschließlich im Bereich der Kutikula. Im Bereich des Markstranges oder anderen Abschnitten des Haares konnten nach den abgeschlossenen Keratinisierungsprozessen keine Strukturen gefunden werden, die auf das Vorhandensein von Nukleinsäuren schließen lassen. Des Weiteren wurden mit geeigneten Verfahren die Extraktion von DNA aus telogenen Haarwurzeln und Haarschäften durchgeführt. Mit der Chelex-100-Extraktionsmethode und der Kombination der anschließenden Reinigung der Extrakte mit Diatomeenerde, war der DNA-Nachweis in mehr als die Hälfte der untersuchten Haarwurzeln möglich. Die Phenol-Chloroform-Extraktionsmethode erlaubte einen erfolgreichen DNA-Nachweis in durchschnittlich 14,3 % der Fälle. Zur Typisierung der genomen DNA wurde die Polymerasen-Ketten-Reaktion (PCR) angewandt. Untersucht wurde dabei zwei in der forensischen Praxis gängige STR-Systeme, zum einen das auf Chromosom 5 lokalisierte System HumACTBP2 (SE33) zum anderen das auf Chromosom 12 gelegene System HumVWA. Zusätzlich wurde das Geschlechtsbestimmungssystem HumAMEL X/Y in die Untersuchung mit einbezogen. Die Ergebnisse lassen zukünftig auf ein gezieltes Vorgehen und die Anwendung spezieller Methoden für die Individualtypisierung am Spurenmaterial Haar hoffen. Da Keratinisierungsprozesse im wachsendem Haar wohl eine Schlüsselrolle über das Schicksal der Zellkerne und der darin enthaltenen Degenerationsgrad der DNA spielen, sollten sich zukünftige Untersuchungen in der Rechtsmedizin verstärkt dieser Thematik widmen.Because of the technically difficults and time consuming, hairs has been of minor importance in forensic examinations for a long time. The aim of the present study was to establish a correlation between morphological features of hairs and molecular biologic analysis. First of all, human scalp was taken from the occipital region for histologic examinations. After fixation, the slides were stained with methyl green-pyronin method as well as hematoxylin and eosin. Once ceratinisation was completed, morphological evidence of a existance of cytoplasmatic structures, possibly associated with nucleic acids, could be detected only in the cuticular zone. Neither in marrow nor in other zones of the hair, any strucuture indicating the presence of nucleic acids after ceratinisation was completed. Moreover, DNA was extracted from telogen roots of hair and hair shafts. Using the chelex-100-extraction method and a combination of following separation of the extract using diatoms, DNA detection was possible in more than 50 % of the examined roots of hair. The phenol-chloroform-extraction showed successful DNA-detection in a average of 14,3 % of the examined cases. For typing of the obtained DNA, polymerase-chain-reaction (PCR) was used. Thereby two STR-systems, approved in forensic investigation, were studied, including system Hum ACTBP2 (SE33) as well as HumVWA. Additionally the DNA sex test HumAMELX/Y was examined. Since ceratinisation in the growing hair seems to represent a key process concerning the destiny of nucleus and the grade of degeneration of the included DNA, future studies in forensic medicine should investigate this aspect