Demóstenes foi investigado nas operações Vegas e Monte Carlo por suposto esquema montado pelo empresário e contraventor Carlos Augusto Ramos, o Carlinhos Cachoeira. O ex-senador teve mandato cassado em 2012 sob acusação de receber vantagens indevidas e usar o cargo para defender os interesses de Cachoeira.
A defesa de Demóstenes, coordenada pelo criminalista Antônio Carlos de Almeida Castro, o Kakay, alegou no STJ que as provas produzidas contra o ex-senador nas duas operações foram colhidas de forma ilícita. De acordo com os advogados, a investigação deveria ter sido conduzida pelo Supremo Tribunal Federal (STF), já que envolvia citações a parlamentar na época. A defesa aponta que as interceptações telefônicas das operações já traziam menção expressa ao senador, detentor de foro privilegiado.
O ministro Sebastião Reis acolheu os argumentos da defesa, por entender que a peça de acusação contra Demóstenes foi "lastreada" nas duas operações policiais. "Logo, com a retirada dos elementos de prova viciados, resta patente a ausência de justa causa para a persecução penal", avaliou o ministro em seu voto. Para ele, as provas colhidas são ilícitas, por violarem a competência para investigação de parlamentar, que é do STF.