{"id":8977,"date":"2026-04-07T10:21:41","date_gmt":"2026-04-07T10:21:41","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/maria-magdalena-zorro-manrique\/"},"modified":"2026-04-23T08:27:59","modified_gmt":"2026-04-23T08:27:59","slug":"maria-magdalena-zorro-manrique","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/maria-magdalena-zorro-manrique\/","title":{"rendered":"Maria Magdalena Zorro Manrique"},"content":{"rendered":"","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":8,"featured_media":13579,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-8977","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"Celiac disease","samenvatting":"Coeliakie (CeD) is een auto-immuunziekte die veroorzaakt wordt door het eten van graanproducten die het eiwit gluten bevatten. Gluten komen veel voor in een Westers dieet. Bij iemand met coeliakie ontstaan door het eten van gluten ernstige ontstekingsreacties in de dunne darm. De enige effectieve behandeling voor coeliakie bestaat uit het levenslang volgen van een strikt glutenvrij dieet. Met name voor jonge pati\u00ebnten is het moeilijk om zich aan een glutenvrij dieet te houden. Het volgen van een glutenvrij dieet is complex en de kans op een tekort aan voedingsstoffen is groot. Ook kan het een belemmering vormen in het sociale leven. Een bijkomend probleem is dat veel voedingsbronnen verborgen sporen van gluten bevatten. Om verdere behandeling en preventieve maatregelen te ontwikkelen, is er een beter begrip nodig van de precieze onderliggende mechanismes die deze ziekte veroorzaken.\n\nCeD is een auto-immuunziekte die veroorzaakt wordt door deregulatie van een groot scala aan verschillende celtypes wat vervolgens leidt tot inflammatie en beschadiging van het darmslijmvlies in de dunne darm. E\u00e9n van de celtypes die hierbij betrokken zijn, zijn CD4+ T cellen, afkomstig uit het adaptieve immuunsysteem. Deze cellen produceren interferon gamma (IFNg), een cytokine dat een belangrijke rol speelt in het rekruteren en activeren van andere immuun cellen. Intra-epitheliale cytotoxische lymfocyten (IEL-CTLs) zijn daarnaast ook betrokken bij het inflammatieproces. Deze effector cellen zijn verantwoordelijk voor de beschadiging van de epitheelcellen die de darmwand vormen. Ook B-cellen spelen een rol in de pathobiologie van CeD. Deze cellen produceren auto-antilichamen en presenteren gluten peptiden aan de CD4+ T cellen. Daarnaast zijn cellen uit het aangeboren immuunsysteem betrokken, zoals macrofagen en dendritische cellen. Deze dragen bij aan de activatie en migratie van cellen uit zowel het adaptieve als het aangeboren immuunsysteem, hoofdzakelijk door de cytokines die ze produceren. Tenslotte is het mogelijk dat epitheelcellen, direct of indirect, bijdragen aan de ziekte. Bijvoorbeeld door het reguleren van het transport van ionen en nutri\u00ebnten naar het lichaam en door de expressie van moleculen\/cytokines die de differentiatie en functie van de immuun cellen be\u00efnvloeden.\n\nMet behulp van genoom brede associatiestudies (GWAS) zijn in het laatste decennium vele genetische varianten ge\u00efdentificeerd die een verhoogd risico op CeD geven. Onderzoek heeft uitgewezen dat deze varianten de expressie van bepaalde genen veranderen (ook wel kandidaat genen genoemd). Deze kandidaat genen zouden de functie van immuun- en darmepitheelcellen kunnen veranderen en op die manier kunnen bijdragen aan een verhoogd risico op CeD. Het doel van dit proefschrift was om meer inzicht te krijgen in de functie van enkele kandidaat genen \u00e9n de biologische mechanismen waar deze genen bij betrokken zijn. Om dit te onderzoeken heb we in silico methodes ge\u00efntegreerd met experimenten in het laboratorium en gebruik gemaakt van cellen en omgevingsfactoren die waarschijnlijk relevant zijn voor CeD.\n\nHoofdstuk 1 geeft een overzicht van de voornaamste celtypes, cytokines, immuun moleculen en genetische- en omgevingsfactoren die zouden kunnen bijdragen aan CeD. Daarnaast brengen we de tekortkomingen in beeld in het nauwkeurig aanwijzen van kandidaat genen en beschrijven we enkele manieren om dit te ondervangen. Tenslotte is hier een overzicht van de verschillende hoofdstukken te vinden.\n\nHoewel de meeste kandidaat genen die geassocieerd zijn met CeD een rol spelen in het immuunsysteem, is het bekend dat niet immuun-gerelateerde genen, zoals LPP, ook bij kunnen dragen aan de ziekte. Eerdere in silico studies suggereren dat dit slecht gekarakteriseerde gen mogelijk betrokken is bij de barri\u00e8refunctie van de darm, waarvan bekend is dat deze ontregeld is bij CeD pati\u00ebnten. In hoofdstuk 2 bestuderen we de rol die LPP speelt in darmepitheelcellen. We hebben darmepitheelcellen ontwikkeld met een verminderde LPP-expressie (dit wordt LPP knockdown genoemd). Deze cellen vertoonden veranderingen in essenti\u00eble functies ten opzichte van darmepitheelcellen met een normaal LPP-expressieniveau (controles genaamd). Deze veranderingen hadden betrekking op celgroei, doorlaatbaarheid van de cellulaire barri\u00e8re en het vermogen om georganiseerde structuren te vormen. Verrassend genoeg lieten de LPP knockdown cellen een verhoogde ontstekingsreactie zien na blootstelling aan IFNg, een cytokine waarvan we weten dat het de ontstekingsreactie in CeD versterkt. Deze resultaten suggereren dat LPP bijdraagt aan de ziekte via zowel non-immuun als immuun functies van darmepitheelcellen.\n\nIn hoofdstuk 3 hebben we 118 CeD-geassocieerde kandidaat genen ge\u00efdentificeerd door middel van expression quantitative trait loci (eQTL) analyse en vervolgens verschillende statistische benaderingen toegepast om eQTL genen aan een genetisch risico op CeD te koppelen. Vervolganalyses suggereren dat deze genen algemene en immuun-specifieke processen be\u00efnvloeden in de verschillende celtypes die in de darm aanwezig zijn. Een interessante bevinding was dat een van de kandidaat genen, TRAFD1, een centrale regulator blijkt te zijn van 40 genen die nauw betrokken zijn bij IFNg signalering en het verwerken en presenteren van antigenen via Major Histocompatibility Class I (MHC I) moleculen. Van deze biologische mechanismen is bekend dat ze bijdragen aan abnormale activatie van immuun cellen, in het bijzonder de IE-CTLs. Deze cellen zijn verantwoordelijk voor het vernietigen van gezonde darmepitheelcellen, wat resulteert in beschadigingen aan het darmweefsel in CeD. Hoewel verdere experimentele validatie voor veel van de kandidaat genen nodig is, bieden de resultaten in dit proefschrift een startpunt dat verder kan leiden naar een verbeterd inzicht in de rol van genetische varianten in de immuunreactie die karakteristiek is voor CeD. \n\nCeD ontstaat wanneer het immuun system haar tolerantie verliest voor de, normaal gesproken, onschadelijke gluten peptiden. Dit heeft een ontstekingsreactie gemedieerd door het adaptieve en aangeboren immuunsysteem tot gevolg. E\u00e9n van de factoren die bijdraagt aan het verliezen van deze tolerantie is een ontregeling in cytokineproductie. In hoofdstuk 4 hebben we onderzocht hoe cytokines, die verhoogd zijn in weefsels die door auto-immuunziektes zijn aangedaan (IFNb, Il-15 en IL-21), de genexpressie profiel van IE-CTLs veranderen. Dit celtype is verantwoordelijk voor de darm beschadiging in CeD. Ondanks dat ieder individueel cytokine de expressie van specifieke genen induceert in IE-CTLs, ontdekten wij dat al deze cytokines genen induceren die geassocieerd zijn met IFN en IFNg signalering. Beiden zijn essentieel voor immuun cel activatie en het voortzetten van inflammatie. Aangezien de cytokines, die we hebben gebruikt voor de experimenten ook aanwezig zijn in weefsels aangedaan door auto-immuunziekte, duidt dit resultaat erop dat IFN-signalering een algemeen mechanisme is dat leidt tot een afwijkende activatie van IE-CTLs, wanneer ze blootgesteld zijn aan abnormale inflammatoire omstandigheden. Deze aanname werd verder bevestigd door het bestuderen van genen, gelegen in regio\u2019s van het DNA die geassocieerd zijn met meerdere auto-immuun ziektes, waarvan de expressie verhoogd of verlaagd is in IE-CTLs na blootstelling aan verschillende cytokines. Hier ontdekten wij dat de genen die aangedaan zijn na het stimuleren van IE-CTLs met verschillende cytokines, verrijkt zijn voor genen die gelegen zijn in regio\u2019s die geassocieerd zijn met tien veel voorkomende auto-immuun ziektes. Het is interessant dat, voor de meeste van de onderzochte auto-immuun ziektes, de ziekte-geassocieerde genen die gevonden werden verrijkt zijn voor genen die betrokken zijn bij IFN-signalering. Zodoende toont dit resultaat het belang van IE-CTLs en IFN signalering niet alleen voor CeD aan, maar ook voor andere auto-immuun ziektes. Deze informatie zou van belang kunnen zijn voor het ontwikkelen van therapie\u00ebn die kunnen helpen bij het verminderen van een abnormale ontstekingsreactie. \n\nDoor de komst van next generation sequencing technologie\u00ebn zijn er verschillende niet-coderende RNA-moleculen ontdekt in ons DNA. Onder andere long non-coding RNAs (lncRNA) en microRNAs hebben veel aandacht gekregen dankzij hun rol in de regulatie van biologische mechanismen zoals genexpressie, immuun cel differentiatie en activatie (besproken in hoofdstuk 5). Ook heeft onderzoek uitgewezen dat er een mogelijke associatie bestaat tussen een verandering in de expressie van deze RNA-moleculen en verschillende vormen van kanker en auto-immuun ziektes. Ondanks de belangrijke rol van deze moleculen, blijft de precieze functie slecht begrepen.\n\nIn een poging om de rol van lncRNAs in het aangeboren immuunsysteem beter te begrijpen, hebben we lncRNAs (RP11-291B21.2) gekarakteriseerd in IEL-CTLs (hoofdstuk 6). We hebben het expressie patroon van RP11-291B21.2 bestudeerd in verschillende immuun cel populaties afkomstig uit bloed en ontdekten dat deze lncRNA uitsluitend tot expressie komt in CTLs. Ook zien we dat het expressie niveau van RP11-291B21.2 hoger is wanneer de CTLs minder actief zijn, wat suggereert dat deze lncRNA een rol zou kunnen spelen in T-cel activatie. Deze bevinding is verder bevestigd door het combineren van een co-expressie netwerk analyse (een in silico analyse om de functie van een gen te voorspellen) met experimenten in cellen met een verminderde expressie van RP11-291B21.2 (knockdown). We observeren een vermindering in de productie van cytokines die relevant zijn voor CeD (IFNg en TNF) en een verminderde expressie van verschillende genen die geassocieerd zijn met cel activatie en inflammatie wanneer we de RP11-291B21.2 knockdown vergelijken met de controles. Alhoewel we niet volledig begrijpen hoe RP11-291B21.2 de activatie van IE-CTLs be\u00efnvloedt vormen onze resultaten een interessante basis voor verder onderzoek naar RP11-291B21.2 in CTL biologie en in auto-immuun-gemedieerde ziektes waarin een abnormale CTL activatie geassocieerd is met weefsel afbraak. \n\nTenslotte heb we in hoofdstuk 7 de belangrijkste bevindingen van dit proefschrift samengevat. Verder bespreek we enkele tekortkomingen in het vaststellen van kandidaat genen en biologische mechanismen geassocieerd met CeD. Daarnaast bespreek we hoe nieuwe technologie\u00ebn kunnen worden gebruikt om deze tekortkomingen te overkomen en om hypotheses, die voortkomen uit in silico analyses of in vitro modellen, te ondersteunen, zodat deze bij kunnen dragen aan de ontwikkeling van nieuwe therapeutische interventies voor CeD.","summary":"Celiac disease (CeD) is an autoimmune disease triggered by a grain protein called gluten that is frequently present in the Western diet. The disease primarily occurs in the small intestine, where it causes a severe inflammatory response. A lifelong gluten-free diet has emerged as the only available therapy for CeD. Unfortunately, particularly for young patients, this therapy is difficult to adhere to due to social \u2018stigma\u2019 and because the diet may lead to nutritional deficiencies. Another problem associated with ingesting gluten-free food items is that these may actually contain \u2018hidden\u2019 sources of gluten. To design effective treatments and preventative measures, a deeper understanding of the mechanisms underlying the disease is required.\n\nAs CeD is an intestinal autoimmune disease, disease etiology comprises deregulation in several cell types that leads to inflammation and degradation of the small intestinal lining. These cell types include cells from the adaptive immune system such as CD4+ T cells, which produce interferon gamma (IFNg), a key cytokine that recruits and activates immune cells; intraepithelial cytotoxic lymphocytes (IE-CTLs), the effector cells responsible for killing epithelial cells; B cells, which secrete autoantibodies and present gluten peptides to the CD4+ T cells; and cells from the innate immune system, such as macrophages and dendritic cells, which contribute to the activation and migration of innate and adaptive immune cells, primarily through the cytokines they produce. Lastly, intestinal epithelial cells may also play a role, directly or indirectly, by allowing the passage of ions and nutrients into the body and by expressing molecules\/cytokines that influence the differentiation and function of immune cells.\n\nAfter several decades of study, researchers have found that the genetic variants associated with CeD risk through genome-wide association studies (GWAS) change expression of certain genes called candidate genes. Candidate genes may alter the function of immune cells and intestinal epithelial cells that reside in gut, thus contributing to the risk of developing CeD. The goal of this thesis research was to gain more insights into the function of some of these candidate genes and the biological processes in which they are involved. To do so, we have integrated in silico methods with experiments performed in the lab using cells and environmental conditions thought to be relevant for CeD.\n\nChapter 1 presents an overview of CeD and the major cell types, cytokines, immune molecules and genetic and environmental factors that are thought to contribute to the disease. It also discusses the current limitations on accurately pinpointing candidate genes and some approaches to overcome this issue. Finally, an outline of the chapters is provided.\n\nAlthough most CeD candidate genes exhibit immune functions, it is known that non-immune genes such as LPP may contribute to the disease. Previous in silico studies have suggested that this poorly characterized gene may be involved in intestinal barrier function, which is known to be disturbed in CeD patients. In Chapter 2 we studied the role of LPP in intestinal epithelial cells. We generated intestinal epithelial cell lines with reduced expression of LPP (called LPP knockdown). These cells presented alteration of essential functions such as proliferation, permeability of the cellular barrier and the capacity to form organized structures when compared to cells with normal levels of LPP (called controls). Surprisingly, the LPP knockdown cells presented an enhanced inflammatory response to IFNg, a cytokine known to fuel the inflammation in CeD. Thus, these results suggest that LPP may contribute to disease by affecting the non-immune and immune functions performed by epithelial cells.\n\nIn Chapter 3, we identified 118 CeD candidate genes by performing expression quantitative trait loci (eQTL) analysis and subsequently applying different statistical approaches to link these eQTL genes to genetic risk for CeD. Subsequent analysis suggested that these genes affect general and immune-specific processes in the different cell types present in the gut. Interestingly, one of these candidate genes, TRAFD1, was found to be a central regulator of 40 genes implicated in the IFNg signaling and the Major Histocompatibility Class I (MHC-I) antigen processing\/presentation pathways. Of note, these biological pathways are known to participate in the abnormal activation of immune cells, specifically the IE-CTLs that are responsible for killing healthy epithelial cells, resulting in intestinal tissue damage in CeD. Although further experimental validation for many of the candidates may be needed, the results in this chapter provide a starting point that can lead towards a better understanding of the role of genetic variants associated with CeD in the immune response in CeD pathogenesis.\n\nCeD arises when the immune system breaks its tolerance to the otherwise innocuous gluten peptides, thus leading to the subsequent inflammatory response of the adaptive and innate immune system. One of the factors that may contribute to this break in tolerance is deregulation of cytokine production. In Chapter 4, we studied how cytokines that are known to be upregulated in autoimmune disease-affected tissues (IFNb, Il-15 and IL-21) alter the gene expression of IE-CTLs, the cells responsible for intestinal destruction in CeD. We found that although each cytokine induced specific patterns of gene expression in IE-CTLs, all the stimuli promoted the expression of genes associated with IFN and IFNg signaling, both of which are processes essential for immune cell activation and perpetuation of inflammation. Due to the fact that the cytokines we used for the experiments are also present in the environment of autoimmune disease\u2013affected tissues, this result indicates that IFN signaling may be a common mechanism that could lead to aberrant activation of IE-CTLs when they are exposed to abnormal inflammatory conditions. This assumption was further confirmed by performing an enrichment analysis of genes differentially expressed in IE-CTLs upon cytokine stimulation in genomic loci associated with several autoimmune diseases. Here we observed that the genes affected by cytokine stimulation in IE-CTLs are enriched in genes found in loci associated with ten common autoimmune diseases. Interestingly, for most of the autoimmune diseases tested, the disease-associated genes were found to be enriched in IFN signaling genes. This indicates the relevance of IE-CTLs and IFN signaling not only in CeD, but also in other autoimmune conditions, which points to possible therapeutic approaches to ameliorate the abnormal inflammation.\n\nWith the advent of next generation sequencing technologies, several types of non-coding RNA molecules, which are encoded in our genetic background, have been uncovered. Among them, long non-coding RNAs (lncRNA) and microRNAs have garnered a lot of attention due to their role in regulating biological processes such as gene expression and immune cell differentiation and activation (reviewed in Chapter 5). Furthermore, several reports have indicated that alterations in the expression of these RNA molecules may be associated with multiple cancers and autoimmune diseases. Despite the biological relevance of these transcripts, their precise functions remain poorly understood.\n\nTo better understand the role of lncRNAs in the innate immune system, we characterized one lncRNA, RP11-291B21.2, in IE-CTLs (Chapter 6). We studied the expression pattern of RP11-291B21.2 in different immune cell populations derived from blood and found that this lncRNA is uniquely expressed in CTLs. We also found that the level of RP11-291B21.2 was higher when the CTLs are less activated, suggesting that this lncRNA could participate in T cell activation. This observation was further confirmed by combining co-expression network analysis (an in silico method to predict gene function) with experiments in cells with a reduced expression of RP11-291B21.2 (knockdown). Here we observed impaired production of some cytokines relevant for CeD (IFNg and TNF) and reduced expression of several genes associated with cell activation and inflammation in the RP11-291B21.2 knockdown when compared with the controls. Although we do not fully understand how RP11-291B21.2 influences the activation of IE-CTLs, our results constitute an interesting basis for further study of this lncRNA in the biology of CTLs and in autoimmune-mediated diseases where abnormal CTL activation is associated with tissue destruction.\n\nFinally, in Chapter 7, we summarize and integrate the major findings of this thesis. Furthermore, we discuss some of the gaps regarding the study of candidate genes and biological pathways associated with CeD and how novel technologies could be used to fill these gaps and confirm hypotheses derived from in silico analysis or in vitro models to move us further towards the design of novel therapeutic interventions for CeD.","auteur":"Maria Magdalena Zorro Manrique","auteur_slug":"maria-magdalena-zorro-manrique","publicatiedatum":"22 april 2020","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/mariamagdalenazorromanrique?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/89f845a0-a548-4a01-adf3-a6660ab8326d\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"FTP-202604071014","isbn":"978-94-034-2559-7","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Rijksuniversiteit Groningen","afbeeldingen":13579,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Rijksuniversiteit Groningen","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/8977","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8977"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/8977\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8980,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/8977\/revisions\/8980"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/13579"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8977"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=8977"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}