Anàlisi completa d'aneuploïdies d'origen femení i de malalties monogèniques en embrions : el diagnòstic genètic preimplantacional de doble factor (DF-PGD) /

Consultable des del TDXTítol obtingut de la portada digitalitzadaEl Diagnòstic Genètic Preimplantacional (o DGP) és un conjunt de metodologies, que s'apliquen en el transcurs d'un cicle de reproducció assistida, i que permeten la selecció d'embrions sans en parelles afectes de malalties genètiques hereditàries com la fibrosi quística o l'hemofília, entre moltes altres. A més, també s'utilitza per realitzar un cribatge d'alteracions cromosòmiques (o aneuploïdies) que puguin afectar l'embrió, ja que s'ha evidenciat que aquestes són molt abundants en avortaments. S'ha postulat que una selecció positiva dels embrions lliures de aneuploïdies (és a dir, euploides) hauria d'augmentar la taxa d'embaràs dels embrions transferits al pacient. Publicacions recents, però, han demostrat que encara que es seleccionin els embrions euploides, la taxa d'embaràs no millora significativament, essent al voltant del 13%, mentre que en pacients als quals no s'aplica el DGP és del 30%. Un dels motius per aquest reduït èxit bé pot ser la tècnica utilitzada per realitzar el cribatge de aneuploïdies, la FISH, que limita l'estudi a només nou dels 23 cromosomes de l'embrió, quedant doncs més de la meitat sense diagnosticar. Per tant, els embrions que es transfereixen com euploides utilitzant la FISH poden contenir aneuploïdies per a qualsevol dels cromosomes restants no analitzats, fet que implica que l'embrió no implanti o que no generi un embaràs viable. Alternativament a la FISH, existeix la CGH que permet la detecció de tots els 23 cromosomes de l'embrió. La CGH s'ha aplicat prèviament en el DGP, però té l'inconvenient del temps necessari per realitzar la metodologia, que és de tres dies i que implica que no hi ha prou temps per diagnosticar els embrions abans de transferir-los a la pacient. Així doncs, els embrions s'han de congelar a l'espera d'obtenir els resultats de la CGH, per a ser transferits els que siguin euploides en un altre cicle de reproducció assistida. Aquest procés té apart de la desavantatge de les molèsties que implica la necessitat d'aplicar dos cicles de reproducció assistida contigus a la pacient, el fet que entre el 20-40% dels embrions no sobreviuen al procés de congelació / descongelació. Això pot suposar que encara que un embrió hagi estat diagnosticat com euploide per a tots els cromosomes mitjançant CGH, no es pugui arribar a transferir degut a no sobreviure a la congelació / descongelació. Per tal de solucionar aquestes desavantatges, una proposta metodològica alternativa és analitzar indirectament el ovòcit mitjançant estudi del corresponent 1er corpuscle polar (1CP). Amb aquesta alternativa, consistent en biopsiar el 1CP a després de la fecundació (o Dia 0), es disposa de fins a 4 dies per obtenir el resultat de la CGH. Això possibilita poder transferir en el mateix cicle de reproducció assistida els embrions derivats d'oòcits potencialment euploides, sense necessitat de congelar i descongelar. Aquesta proposta té el desavantatge, de quedar fora d'anàlisi les anomalies cromosòmiques d'origen masculí o les produïdes en el propi embrió durant les primeres divisions. Malgrat aquesta limitació, i atès que el 80% de les aneuploïdies l'embrió s'originen en l'ovòcit, l'anàlisi amb CGH de l'ovòcit permet detectar la majoria d'embrions aneuploides. Per això aquesta aproximació metodològica és molt adequada per al DGP. En aquesta tesi doctoral, s'ha aplicat un protocol de DGP per evitar malalties genètiques conjuntament amb un cribatge de aneuploïdies d'origen femení mitjançant la CGH aplicada al 1CP. Aquest doble diagnòstic genètic s'ha definit com diagnòstic genètic preimplantacional de doble factor (o DF-PGD) i ha estat aplicat, durant aquesta tesi doctoral per primera vegada en tot el món. Concretament, el DF-PGD s'ha aplicat a embrions de deu famílies afectes de Fibrosi Quística, la Síndrome d'Angelman o bé de Von Hippel-Lindau, aconseguint incrementar la taxa d'embaràs fins al 33%, respecte del 12,5% que és la que s'obté quan no es realitza aquest doble anàlisi. S'ha produït el naixement de quatre nadons sans per les respectives malalties familiars. Tot i admetent que aquests resultats són preliminars, apunten que el procediment del DF-PGD és útil per diagnosticar les malalties genètiques hereditàries i a la vegada, permet un augment considerable de la taxa d'embaràs en aquest grup de pacients. Amb l'objectiu de constatar si el DF-PGD indicat no només a dones d'edat avançada, sinó també en dones joves, aquesta tesi inclou un estudi citogenètic complet d'ovòcits de dones joves, analitzant mitjançant la CGH ambdues cèl·lules constituent del ovòcit madur: el 1CP i la corresponent MII. S'han inclòs en l'estudi dels 84 oòcits de dones joves (de 24 a 26 anys) que participen en programes de donació d'ovòcits en centres de reproducció assistida. S'ha evidenciat que un 40% dels ovòcits contenen aneuploïdies. Així doncs, el DF-PGD pot ser una bona opció per millorar l'actual taxa d'embaràs en pacients amb malalties genètiques hereditàries, independentment de l'edat de la pacient. En conclusió, en aquesta tesi doctoral s'ha evidenciat que el DF-PGD és una variant de DGP que no només és molt recomanada per a parelles en les quals la dona té una edat reproductiva avançada (més de 35 anys) sinó també per a parelles joves, i que pot resultar molt útil per incrementar les actuals taxa d'embaràs.Preimplantation genetic diagnosis (or PGD) is a set of methodologies that is applied during a cycle of assisted reproduction, allowing the selection of healthy embryos in couples suffering from inherited genetic diseases as cystic fibrosis, haemophilia and many others. It also is used to perform a screening for chromosomal abnormalities (or aneuploidy) that may affect the embryo, as it has become clear that these are very abundant in abortions. It has been postulated that a positive selection of embryos free of aneuploidy (i.e. euploid embryos) should increase the pregnancy rate of embryos transferred to the patient. Recent publications, however, have shown that although the selection of euploid embryos, the pregnancy rate does not improve significantly, with about 13%, whereas patients who did not apply the DGP are 30%. One reason for this limited success may well be the technique used for screening for aneuploidy, the FISH, which limits the study to only nine of the 23 chromosomes of the embryo, thus leaving more than half undiagnosed. Therefore, the embryos are transferred as euploid using FISH may contain aneuploidy of the other chromosomes not analyzed, which implies that either a failure of the embryo implantation. Alternatively to the FISH, the CGH technique allows the detection of all 23 chromosomes of the embryo. The CGH has been applied previously in the PGD, but has the disadvantage of the time required for the methodology, which is three days and that means that there is not enough time to diagnose embryos before transferring them to the patient. Thus, embryos must be frozen to await the results of the CGH to be transferred. This process has the disadvantage of being apart from the discomfort that implies the need to implement two cycles of assisted reproduction to the patient, the fact that between 20-40% of embryos do not survive the process of freezing / thawing. This may mean that while an embryo has been diagnosed as euploide for all chromosomes by CGH, can not be transferred due to not surviving the freezing / thawing process. To overcome these disadvantages, an alternative methodology is to analyze indirectly through study of the corresponding oocyte corpuscle 1st Polar (1PB). With this alternative, consisting of the biopsy in 1PB after fertilization (or Day 0), it is up to 4 days for the result of the CGH. This enables transfer in the same cycle of assisted reproduction embryos derived from oocytes euploides potentially without the need to freeze and thaw. This proposal has the disadvantage of being left out of the analysis of chromosomal abnormalities or male origins were produced in the embryo during the first division. Despite this limitation, given that 80% of embryo aneuploidy originates in the oocyte, the CGH analysis of oocytes can detect the majority of aneuploid embryos. Therefore the methodological approach is very suitable for the DGP. In this thesis, we have implemented a protocol for PGD to avoid disease with a genetic screening for aneuploidy in female origin by CGH applied to 1PB. This dual genetic diagnosis has been defined as preimplantation genetic diagnosis of double-factor (or DF-PGD) and has been applied during this thesis for the first time around the world. Specifically, the DF-PGD has been applied to embryos of ten families affected by cystic fibrosis, Angelman syndrome or von Hippel-Lindau, achieving pregnancy rate increased to 33% on the 12.5% which is obtained when the DF-PGD is not analysis. There was the birth of four healthy babies by their illness relatives. Even accepting that these results are preliminary, it suggests that the proceedings of the DF-PGD is useful for diagnosing hereditary genetic diseases and also allows an increase in pregnancy rate in this group of patients. Aiming to establish whether the DF-PGD indicated not only older women but also young women, this thesis includes a comprehensive cytogenetic study of oocytes from young women looking through CGH both constituent cells of mature oocyte, the 1CP and the corresponding MII. We performed a study of young women 84 oocytes (24 to 26 years) involved in egg donation programs in assisted reproduction centres. After its analysis, we concluded that 40% of the oocytes contain aneuploidy. Thus, the DF-PGD may be a good option to improve the current pregnancy rate in patients with inherited genetic diseases, regardless of the age of the patient. In conclusion, this thesis has shown that the DF-PGD is a variant of PGD is not only highly recommended for couples where the woman has an advanced age (over 35 years) but also for young couples and that can be useful to increase the current rate of pregnancy

Estudi i diagnòstic d'aneuploïdies en oòcits humans

La disponibilitat de material biològic descartat de cicles de fecundació in vitro (FIV) ha estat molt valuós per a l'estudi d'aneuploïdies en els primers estadis del desenvolupament embrionari. L'estudi citogenètic d'oòcits humans requereix l'anàlisi per separat de l'oòcit en estadi de meiosi ii i el corresponent primer corpuscle polar amb dotació cromosòmica complementària. La hibridació in situ fluorescent i les seves variants, com el cariotipatge espectral, l'encebador in situ o la FISH de centròmers multicolor, han estat molt útils, tot i que requereixen la fixació prèvia de la cèl·lula. Com a alternativa, la hibridació genòmica comparada no requereix la fixació de la cèl·lula i, a més, permet estudiar el complement cromosòmic sencer. La freqüència d'aneuploïdia dels oòcits humans és força variable segons els autors. Bàsicament és degut al fet que s'analitzen amb diferents tècniques diferents tipus d'oòcits: els resultats amb CGH en oòcits (envellits o no) de dones incloses en cicles de FIV i en oòcits frescos de donants oscil·len entre el 22 % i el 65 %. Els mecanismes d'origen proposats són principalment alteracions produïdes a l'anafase i, com la no-disjunció d'homòlegs o la separació precoç de cromàtides germanes, encara que també s'han vist fallades en la segregació mitòtica d'oogònies en etapes inicials del desenvolupament embrionari. L'aplicació translacional dels estudis ha afavorit el desenvolupament del diagnòstic genètic preimplantacional, mitjançant FISH o CGH, per al diagnòstic d'aneuploïdies d'origen femení. Un dels reptes actuals és incrementar la taxa d'implantació dels embrions transferits.The availability of biologic material discarded from IVF cycles has been pretty valuable for the study of aneuploidies in the first stages of embryonic development. The cytogenetic study of human oocytes requires the analysis of the MII oocyte and the corresponding 1rstPB separately. Fluorescent in situ hybridization and its variants, such as SKY, PRINS or cenM-FISH, have been very useful, although these techniques require a previous cell fixation. As an alternative, CGH does not require cell fixation and furthermore, it allows for the study of the whole chromosomal complement. Aneuploidy rate from published CGH results show a great variability. It ranges from 22% to 65%. This variability is mainly due to the use of different material: oocytes from women undergoing IVF and fresh oocytes from donors The mechanisms proposed for aneuploidy production are mainly alterations produced in anaphase I, such as homologous non-disjunction and premature separation of sister chromatids. Mitotic segregation failure in the oogonies produced during the early stages of embryonic development has also been reported. The translational application of studies has favoured the development of PGD, by means of FISH or CGH, for the aneuploidy diagnostic of female origin. At this moment, one of the challenges is to increase the implantation rate of the transferred embryos

Disentangling epitaxial growth mechanisms of solution derived functional oxide thin films

This study investigates the mechanisms of epitaxial development and functional properties of oxide thin films (Ce0.9Zr0.1O2−y, LaNiO3, and Ba0.8Sr0.2TiO3) grown on single crystal substrates (Y2O3:ZrO2, LaAlO3, and SrTiO3) by the chemical solution deposition approach. Rapid thermal annealing furnaces are very powerful tools in this study providing valuable information of the early stages of nucleation, the kinetics of epitaxial film growth, and the coarsening of nanocrystalline phases. Advanced transmission electron microscopies, X-ray diffraction, and atomic force microscopy are employed to investigate the film microstructure and morphology, microstrain relaxation, and epitaxial crystallization. This study demonstrates that the isothermal evolution toward epitaxial film growth follows a self-limited process driven by atomic diffusion, and surface and interface energy minimization. All investigated oxides experience a transformation from the polycrystalline to the epitaxial phase. This study unequivocally evidences that the film thickness highly influences the epitaxial crystallization rate due to the competition between heterogeneous and homogeneous nucleation barriers and the fast coarsening of polycrystalline grains as compared to epitaxial growth. The investigated films possess good functional properties, and this study successfully confirms an improvement at long annealing times that can be correlated with grain boundary healing processes. Thick epitaxial films can be crystallized by growing sequential individual epitaxial layers.We acknowledge financial support from Spanish Ministry of Economy and Competitiveness through the “Severo Ochoa” Programme for Centres of Excellence in R&D (SEV-2015-0496), CONSOLIDER Excellence Network (MAT2015-68994-REDC), COACHSUPENERGY project (MAT2014-56063-C2-1-R, co-financed by the European Regional Development Fund), and the projects MAT2011-28874-C02-01, ENE2014-56109-C3-3-R and Consolider Nanoselect (CSD2007-00041), and from the Catalan Government (2014-SGR-753 and Xarmae). AQ and MdlM are also grateful for JAE-Predoc fellowship from CSIC (E-08-2012-1321248 and E-08-2013-1028356, co-financed by the European Social Fund).Peer Reviewe

Oral manifestations of Diabetes Mellitus. A systematic review

Background: Diabetes Mellitus has become a global epidemic and presents many complications, usually proportional to the degree and duration of hyperglycemia. The aim of this systematic review was to investigate the different oral manifestations associated with Diabetes Mellitus. Material and Methods: A MEDLINE search for “Diabetes Mellitus and oral manifestations” was performed. A further search was conducted for “diabetes” and its individual oral manifestation. Inclusion criteria were as follows: human clinical studies with a minimum of 30 patients; studies published in relevant scientific journals between January 1998 and January 2016. Nineteen studies fulfilled the inclusion criteria and were analyzed, assessing the strength of scientific evidence according to recommendations made by the Centre for Evidence-Based Medicine, Oxford (OCEBM), which permits adequate assessment of prevalence studies. Results: A total 3,712 patients (2,084 diabetics) were included in the studies reviewed. Of the 19 studies analyzed, 4 were longitudinal studies and 15 cross-sectional studies. Periodontal disease, periapical lesions, xerostomia and taste disturbance were more prevalent among diabetic patients. An association between diabetes and caries and mucosal lesions proved positive in 5 out of 10 studies. Conclusions: Despite multiple oral manifestations associated with DM, awareness of the associations between diabetes, oral health, and general health is inadequate. It is necessary for doctors and dentists to be aware of the various oral manifestations of diabetes in order to make an early diagnosis. Key words:Diabetes Mellitus, oral manifestations, oral pathology

Melting temperature of YBa2Cu3O7−x and GdBa2Cu3O7−x at subatmospheric partial pressure

AbstractThe melting temperature, Tm, of YBa2Cu3O7−x and GdBa2Cu3O7−x superconductor ceramic compounds has been measured by differential thermal analysis (DTA) over a large oxygen partial pressure range of five orders of magnitude (2·10−5 < PO2 < 1 bar). It is shown that the DTA peak and endset temperatures are closer to Tm than the onset temperature. Correct measurement of Tm requires low heating rates and subatmospheric pressure conditions to avoid temperature shifts due to local oxygen overpressure and kinetic effects