[en] A displaced and/or pathological window of implantation (WOI) are the main potential causes described for endometrial recurrent implantation failure (RIF) in in vitro fertilization (IVF) patients. The displaced WOI is well characterized and can be diagnosed using transcriptomic tests, although clinical benefits are controversial. However, the molecular mechanisms underlying the pathological WOI remain poorly understood and require further research to characterize its molecular heterogeneity and develop alternative diagnostic tools. This thesis aimed to identify and characterize the pathological WOI in IVF patients undergoing hormone replacement therapy (HRT). Endometrial biopsies were collected during the mid-secretory phase from patients recommended for endometrial evaluation in a multicentric prospective study. The whole transcriptome from samples was analysed using RNA-Seq and gene expression data were pre-processed by removing the endometrial progression effect. Patients (n = 131) were clinically classified as RIF (≥ 3 implantation failures, n = 32) or controls (< 3 implantation failures, n = 99), and subsequently divided into training (n = 105) and test (n = 26) sets. A supervised, probabilistic artificial intelligence model was implemented to stratify the patients. Pregnancy (PR), ongoing pregnancy (OPR), biochemical and clinical miscarriage rates (BMR; CMR) were calculated with the first embryo transfer after biopsy collection. Cumulative PR was also calculated. Differential expression and functional analyses were performed and qPCR was used to validate selected genes of interest. Independent of displacements, the pathological WOI signature we identified in our HRT population paved the way for a new transcriptomic taxonomy with a gradient of prognosis. Based on the probability of pathology given by the model, patients predicted as RIF were stratified into p1 (n = 24) and p2 (n = 14), and patients predicted as controls, into c2 (n = 32) and c1 (n = 61). Compared to control profiles, pathological profiles had lower pregnancy rates (71-78% vs. 29-57% PR and 76-91% vs. 50-57% OPR, respectively) and higher miscarriage rates (0-8% vs. 12-43% BMR and 9-17% vs. 0-43% CMR). The c1 profile had the highest OPR (91%), while c2, which slightly resembles the pathological profiles, was associated with excessive sensory perception and hormonal response. In contrast, p1 was associated with the lowest PR (29%) and the highest BMR (43%), while p2 was related to the highest CMR (43%). The cumulative PR was lower in pathological profiles, showing an increasing trend from p1 to c1 (38%-93%). Accordingly, p1 was associated with an excessive immune response against the embryo in early pregnancy stages, while p2 was initially more immune-tolerant but showed embryo rejection in late stages due to the lack of metabolic response. This new taxonomy and our molecular findings set the foundation for a new generation of endometrial-factor evaluation tools towards precision medicine.

[es] Las principales causas potenciales de fallo de implantación recurrente (FIR) de origen endometrial en pacientes de fecundación in vitro (FIV) son una ventana de implantación (WOI; del inglés window of implantation) desplazada y/o patológica. La WOI desplazada está bien caracterizada y puede ser diagnosticada usando tests transcriptómicos, aunque sus beneficios clínicos son controvertidos. Sin embargo, los mecanismos moleculares que subyacen a la WOI patológica son poco conocidos y requieren más investigación para caracterizar molecularmente su heterogeneidad y desarrollar herramientas diagnósticas adecuadas. El objetivo de esta tesis es identificar y caracterizar la WOI patológica en pacientes FIV con preparación mediante ciclo sustituido (HRT; del inglés hormone replacement therapy). Se obtuvieron biopsias endometriales en la fase secretora media de pacientes recomendadas a evaluación endometrial en un estudio prospectivo multicéntrico. El transcriptoma completo de las biopsias fue analizado mediante RNA-Seq, y los datos de expresión obtenidos, procesados, eliminando el efecto de la progresión endometrial. Las pacientes (n = 131) fueron clasificadas clínicamente como FIR (≥ 3 fallos de implantación, n = 32) o control (< 3 fallos de implantación, n = 99), y posteriormente divididas en conjuntos de entrenamiento (n = 105) y prueba (n = 26). Se implementó un modelo supervisado y probabilístico de inteligencia artificial para estratificar a las pacientes. Las tasas de embarazo (TE), embarazo evolutivo (TEE), aborto bioquímico y clínico (TAB; TAC) fueron calculadas considerando la primera transferencia embrionaria tras la obtención de la biopsia. La TE acumulada también fue calculada. Se llevó a cabo un análisis de expresión diferencial y funcional, así como la validación mediante qPCR de algunos genes de interés seleccionados. La firma biomarcadora de la WOI patológica (con independencia del desplazamiento) que identificamos en nuestra población HRT, nos permitió descubrir una nueva taxonomía transcriptómica con un gradiente de pronósticos. Basándonos en la probabilidad de patología dada por el modelo, las pacientes clasificadas como RIF fueron estratificadas en c1 (n = 24) y p2 (n = 14), mientras que las control, en c2 (n = 32) y c1 (n = 61). En comparación con los perfiles control, los perfiles patológicos obtuvieron bajas tasas de embarazo (71-78% vs. 29-57% TE y 76-91% vs. 50-57% TEE, respectivamente) y mayores tasas de aborto (0-8% vs. 12-43% TAB y 9-17% vs. 0-43% TAC). El perfil c1 obtuvo la mayor TEE (91%) mientras que c2, más cercano a los perfiles patológicos, resultó estar asociado a una excesiva percepción sensorial y respuesta hormonal. En contraste, p1 obtuvo la menor TE (29%) y la mayor TAB (43%), mientras que p2, la mayor TAC (43%). La TE acumulada fue inferior en los perfiles patológicos mostrando un incremento de p1 a c1 (38%-93%). Además, p1 pareció asociarse con una respuesta inmune excesiva frente al embrión en fases tempranas del embarazo, mientras que p2, resultó ser inicialmente más inmuno tolerante, pero mostró un rechazo frente al embrión en fases más tardías debido a la falta de respuesta metabólica. Esta nueva taxonomía y nuestros hallazgos moleculares, suponen la base para una nueva generación de herramientas diagnósticas del factor endometrial hacia una medicina de precisión.