Chromosomal instability and its effects on human peri-implantation development in vitro
Azpiroz Nodar, Felicitas María
Popovic , Mina dir.
Ibáñez, Elena dir.

Data: 2026
Resum: El desenvolupament periimplantacional humà representa una transició crítica durant la qual l'embrió estableix la identitat dels seus llinatges, inicia la comunicació amb l'entorn matern i determina el seu potencial d'implantació. Les limitacions ètiques i tècniques han restringit històricament l'observació directa d'aquesta etapa, deixant obertes preguntes fonamentals sobre com el desequilibri cromosòmic influeix en el desenvolupament humà primerenc. Aquesta tesi optimitza els sistemes de cultiu in vitro (IVC) estès per a embrions humans i incorpora el test genètic preimplantacional per a aneuploïdies (PGT-A) amb l'objectiu d'investigar com els desequilibris cromosòmics afecten el desenvolupament periimplantacional. Mitjançant una plataforma de cultiu bidimensional (2D) optimitzada -que combina una exposició reduïda a KOSR amb suplementació d'IGF-1 i Activina A en condicions d'oxigen reduït- es van cultivar embrions amb un estatus cromosòmic definit més enllà de l'inici de la implantació. L'avaluació de la morfologia dels outgrowths, dels patrons d'expressió de marcadors de llinatge i de la concordança cromosòmica va revelar que les monosomies autosòmiques comprometen greument la integritat de l'epiblast i l'organització tissular, mentre que les trisomies exerceixen efectes comparativament més lleus. Les aneuploïdies complexes van resultar majoritàriament incompatibles amb el creixement continuat, fet que subratlla la dependència de l'embriogènesi primerenca d'una dosificació gènica equilibrada. L'anàlisi paral·lel del PGT-A va confirmar la seva elevada precisió per identificar anomalies cromosòmiques uniformes, alhora que va posar de manifest les seves limitacions en la interpretació de resultats en mosaic. La variabilitat derivada dels mètodes de mostreig, de les plataformes analítiques i de l'heterogeneïtat biològica va contribuir a la incertesa diagnòstica. Aquests resultats donen suport a un enfocament basat en nivells de risc, en lloc d'un de estrictament categòric, per a la comunicació, la interpretació i l'assessorament clínic dels resultats. En conjunt, aquesta tesi estableix un marc funcional que vincula la constitució cromosòmica amb la competència del desenvolupament. En combinar el cribratge genètic amb observacions biològiques directes, aquest treball fa avançar la comprensió de la tolerància a l'aneuploïdia, perfecciona els models experimentals d'implantació humana i orienta l'aplicació responsable de les tecnologies genòmiques en la medicina reproductiva.
Resum: El desarrollo peri-implantacional humano representa una transición crítica durante la cual el embrión establece la identidad de sus linajes, inicia la comunicación con el entorno materno y determina su potencial de implantación. Las limitaciones éticas y técnicas han restringido históricamente la observación directa de esta etapa, dejando abiertas preguntas fundamentales sobre cómo el desequilibrio cromosómico influye en el desarrollo humano temprano. Esta tesis optimiza los sistemas de cultivo in vitro (IVC) extendido para embriones humanos e incorpora el test genético preimplantacional para aneuploidías (PGT-A) con el fin de investigar cómo los desequilibrios cromosómicos afectan el desarrollo peri-implantacional. Mediante una plataforma de cultivo bidimensional (2D) optimizada -que combina una exposición reducida a KOSR con suplementación de IGF-1 y Activina A bajo condiciones de bajo oxígeno- se cultivaron embriones de estatus cromosómico definido más allá del inicio de la implantación. La evaluación de la morfología de los outgrowths, los patrones de expresión de marcadores de linaje y la concordancia cromosómica revelaron que las monosomías autosómicas comprometen gravemente la integridad del epiblasto y la organización tisular, mientras que las trisomías ejercen efectos comparativamente más leves. Las aneuploidías complejas resultaron en gran medida incompatibles con el crecimiento continuado, lo que subraya la dependencia de la embriogénesis temprana de un equilibrio correcto en la dosificación génica. El análisis paralelo del PGT-A confirmó su elevada precisión para identificar anomalías cromosómicas uniformes, a la vez que puso de manifiesto sus limitaciones en la interpretación de resultados mosaico. La variabilidad derivada de los métodos de muestreo, las plataformas analíticas y la heterogeneidad biológica contribuyó a la incertidumbre diagnóstica. Estos hallazgos apoyan un enfoque basado en niveles de riesgo, en lugar de uno estrictamente categórico, para la comunicación, interpretación y asesoramiento clínico de los resultados. En conjunto, esta tesis establece un marco funcional que vincula la constitución cromosómica con la competencia del desarrollo. Al combinar el cribado genético con observaciones biológicas directas, este trabajo avanza en la comprensión de la tolerancia a la aneuploidía, refina los modelos experimentales de implantación humana e informa sobre la aplicación responsable de las tecnologías genómicas en la medicina reproductiva.
Resum: Human peri-implantation development represents a critical transition during which the embryo establishes lineage identity, initiates communication with the maternal environment, and determines its implantation potential. Ethical and technical constrains have long restricted direct observation of this stage, leaving fundamental questions regarding how chromosomal imbalance influences early human development. This thesis refines extended in vitro culture (IVC) systems for human embryos and incorporates pre-implantation genetic testing for aneuploidy (PGT-A) to investigate how chromosomal imbalances affect peri-implantation development. Using an optimised two-dimensional (2D) culture platform-combining reduced KOSR exposure with IGF-1 and Activin A supplementation under low oxygen-embryos of defined chromosomal status were cultured beyond implantation onset. Evaluation of outgrowth morphology, lineage-marker expression patterns, and chromosomal concordance revealed that chromosomal losses severely compromise epiblast integrity and tissue organisation, whereas trisomies exert comparatively milder developmental effects. Complex aneuploidies proved largely incompatible with continued growth, underscoring the dependence of early embryogenesis on balanced gene dosage. Parallel examination of PGT-A confirmed its high accuracy for identifying uniform abnormalities while highlighting its limitations in interpreting mosaic results. Variability arising from sampling methods, analytical platforms, and biological heterogeneity contributed to diagnostic uncertainty. These findings support a risk-stratified rather than strictly categorical framework for result reporting, interpretation, and patient counselling. Collectively, this thesis establishes a functional framework linking chromosomal constitution to developmental competence. By coupling genetic screening with direct biological observations, this work advances understanding of aneuploidy tolerance, refines experimental models of human implantation, and informs the responsible application of genomic technologies in reproductive medicine.
Nota: Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biologia Cel·lular.
Drets: Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Llengua: Anglès
Document: Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada
Matèria: Aneuploidia ; Aneuploidy ; Aneuploidía ; Desenvolupament periimplantaci ; Peri-implantation development ; Desarrollo peri-implantacional ; Mosaicisme cromosòmic ; Chromosomal mosaicism ; Mosaicismo cromosómico ; Ciències de la Salut

Adreça alternativa: https://hdl.handle.net/10803/697276


228 p, 19.4 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Tesis doctorals

 Registre creat el 2026-07-07, darrera modificació el 2026-07-18



   Favorit i Compartir