Gezichten ‘voorspellen’ op basis van DNA

Peter Claes ontwikkelde een revolutionaire techniek om gezichten te ‘voorspellen’ op basis van genetisch materiaal. Hoewel nog in de kinderschoenen, biedt de techniek hoop dat op DNA van onbekende misdadigers alsnog een gezicht kan worden geplakt.

In de DNA-databank van het Belgische gerecht zitten momenteel zo’n 4.000 genetische profielen die in een lopend onderzoek worden gebruikt. Bijna 70 procent leverde al een match met een misdadiger op. Dat betekent dat er nog meer dan 30 procent (ongeveer 1.300 profielen) ligt te wachten op identificatie. Het probleem met de huidige forensische praktijk is dat een analyse van teruggevonden DNA alleen nuttig is als het kan worden vergeleken met een bekend DNA-profiel. Bijvoorbeeld: de politie heeft een verdachte en wil kijken of zijn DNA overeenkomt met dat van de zweetdruppels op een pistool.

Peter Claes
 

• Geboren op 30 oktober 1979 in Borgerhout
• 2002: afgestudeerd als burgerlijk ingenieur in de elektrotechniek, multimedia en signaalverwerking (KULeuven)
• 2002-2007: PhD over computergestuurde gezichtsreconstructie (KULeuven)
• 2007-2010: postdoc aan de Melbourne Dental School, Australië
• 2011-nu: onderzoeker aan het Medical Imaging Research Center, UZ Leuven

Maar wat als DNA nu wél eens iets kon vertellen over de drager? De forensische wereld werd een jaar geleden wakker geschud toen in het vakblad PLoS Genetics een artikel van de Leuvense onderzoeker en ingenieur Peter Claes verscheen. In het artikel berichtte Claes over zijn nieuwe techniek om gezichten virtueel en in 3D te reconstrueren op basis van genetisch materiaal. De dagen van de klassieke robotfoto, die nog altijd wordt samengesteld op basis van subjectieve (flarden van) getuigenissen, leken geteld. Claes’ computerprogramma zou uit een DNA-staal de benodigde informatie halen en er vervolgens het gezicht van de misdadiger uit distilleren.

Maar wetenschap is een traag proces. Vooraleer de techniek überhaupt kan worden toegepast, moeten de gereconstrueerde gezichten natuurlijk honderd procent kloppen. ‘En dat is bijlange na nog niet het geval’, aldus Claes. De 35-jarige Antwerpenaar is een van de tien sprekers van TEDxLeuven, dat plaatsvindt op vrijdag 20 februari. Daarom nu al dit voorsmaakje.

Hoe komt een ingenieur erbij om gezichtsreconstructie te gaan onderzoeken?

Claes: ‘Toen ik in 2002 afstudeerde als burgerlijk ingenieur, wilde ik gaan doctoreren. Maar ik wist niet goed in welke richting. Ik heb altijd graag met techniek gewerkt, maar voelde me ook aangetrokken tot de levende materie. En plots lag daar tussen de onderwerpen voor een PhD iets wat mij van in het begin intrigeerde: gezichtsreconstructie op basis van de schedel.’

Als ik me niet vergis, werd in de Britse detectiveserie Silent Witness ooit het gezicht van een slachtoffer gereconstrueerd. Bestond de techniek nog niet toen je begon?

‘De basistechniek toen (en ook nu nog) bestond uit het boetseren van een gezicht met klei op een replica van een schedel. Dit gebeurde vooral door artistiek geschoolde mensen. Het doel van mijn doctoraatsonderzoek was een objectief computermodel te ontwikkelen dat de artistieke dimensie uit deze reconstructies kon halen.’

Hoe ben je dan op het idee gekomen om de genetica erbij te halen?

‘Ik heb een paar jaar als postdoc gewerkt op de Melbourne Dental School, in Australië. Daar legde ik me toe op gezichtsanalyse voor medische doeleinden, bijvoorbeeld voor de opsporing van erfelijke syndromen of om de planning van chirurgische ingrepen aan het gelaat te optimaliseren. Mark Shriver, een Amerikaanse geneticus aan Penn State University, las mijn artikels en stuurde me een e-mail. Hij was toen bezig een databank van gezichten aan te leggen om de relatie tussen onze genetica en de vorm van ons gezicht te kunnen onderzoeken. We besloten te gaan samenwerken, waarbij ik naar een mogelijke toepassing zocht voor de fundamentele kennis die hij uit zijn databank zou halen. Zo zijn we tot computergestuurde gezichtsvoorspelling gekomen op basis van DNA.’

Een vruchtbaarheidskliniek vroeg mij of ik het gezicht van toekomstige baby's zou kunnen voorspellen. Daar heb ik vriendelijk voor bedankt

Hoeveel genen bepalen hoe ons gezicht eruit ziet?

‘Het is moeilijk te zeggen waar de bovengrens ligt. Samen met Mark (Shriver, red.) hebben we zowat alle bestaande associatiestudies doorploegd. In ons artikel in PLoS schreef ik dat we er twintig hadden. Momenteel zitten we al aan tweehonderd genetische variaties. Met ons computerprogramma kunnen we onderzoeken welke effect elk van die tweehonderd variaties heeft op de vorm van het gezicht als we ze aan- of uitschakelen. Als we vervolgens al die effecten combineren in één beeld, krijgen we een voorspelling van een gezicht op basis van de genetische informatie die we nu hebben.’

Hoe maakt je computer dat gezicht precies?

‘Stel: we vertrekken van mijn eigen DNA – wat ik vreemd genoeg nog niet heb gedaan. Eerst creëren we een soort van basisgezicht, een sjabloon waarop we voortbouwen. In mijn DNA zien we dat ik tot de populatie van Europese mannen behoor. In de tweede fase laten we alle effecten die we kennen erop los. Als je op dat geïndividualiseerde gezicht dan het verschil met het basisgezicht (van de gemiddelde Europese man, red.) gaat meten, merk je bijvoorbeeld dat mijn voorhoofd een beetje naar voren steekt en dat mijn neus kleiner is dan bij de gemiddelde Europese man. Indien nodig kunnen we die verschillen gaan uitvergroten, zodat we op den duur een karikatuur krijgen. Dat verschilt misschien fysisch sterk van het echte gezicht, maar de herkenbaarheid is wel vaak groter – en zeker in forensisch onderzoek zou dat interessant kunnen zijn.’

Heb je al samengewerkt met de Belgische justitie?

‘Neen, want behalve het geslacht mag er geen andere informatie uit DNA-sporen worden gehaald. Bij vergelijkend DNA-onderzoek wordt dus alleen het niet-coderende deel van het DNA gebruikt: genetisch materiaal dat met geen enkel uiterlijk kenmerk is verbonden.’

‘We hebben al wel samengewerkt met het slachtofferidentificatieteam. Bijvoorbeeld bij de identificatie van de ‘duinenvrouw’, een lijk dat enkele jaren geleden in de duinen van Zeebrugge werd gevonden. We hebben het gezicht van de vrouw gereconstrueerd met onze technieken op basis van de schedel, maar toen we klaar waren was de identiteit al via een andere weg achterhaald.’

Krijg je soms aanvragen uit onverwachte hoek?

‘Een vruchtbaarheidskliniek heeft mij eens gevraagd of ik het gezicht zou kunnen voorspellen van de baby’s die er werden verwekt – een extraatje om aan de ouders aan te bieden. Daar heb ik maar vriendelijk voor bedankt.’

Je zou ook kunnen vertrekken van eeuwenoud DNA. Zo zouden we kunnen achterhalen of de neanderthalers er echt zo vervaarlijk uitzagen.

‘Dat is zeer verleidelijk, ja, maar ik vrees dat het al snel de speculatieve toer zou opgaan. Ik heb het ooit gedaan, op basis van een neanderthalerschedel een gezicht reconstrueren. Alleen stuitte ik op het probleem dan onze werkwijze fundamenteel is geënt op het gezicht van moderne mensen, Homo sapiens. En dat geldt ook voor onze huidige technieken. Je zou dus het gezicht krijgen van een moderne variant van de neanderthaler.’