{"id":9661,"date":"2026-04-08T10:53:35","date_gmt":"2026-04-08T10:53:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/navina-chrobok\/"},"modified":"2026-04-23T08:01:08","modified_gmt":"2026-04-23T08:01:08","slug":"navina-chrobok","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/navina-chrobok\/","title":{"rendered":"Navina Chrobok"},"content":{"rendered":"","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":8,"featured_media":13153,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-9661","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"EXPRESSION AND ROLE OF TISSUE TRANSGLUTAMINASE IN LEUKOCYTES IN MULTIPLE SCLEROSIS AND EXPERIMENTAL AUTOIMMUNE ENCEPHALOMYELITIS","samenvatting":"Multiple Sclerose (MS) is een ontstekingsziekte van het centraal zenuwstelsel (CZS) die wordt gekenmerkt door demyelinisatie en axonale schade. Het is een van de meest voorkomende neurologische aandoeningen bij jonge volwassenen. MS veroorzaakt ernstige lichamelijke handicaps in combinatie met cognitieve stoornissen, die de kwaliteit van leven sterk be\u00efnvloeden. De meest voorkomende vorm van MS uit zich pathologisch door een massale migratie van leukocyten vanuit de bloedbaan naar het CZS, gefaciliteerd door functionele verstoringen van de bloed-hersenbarri\u00e8re. Deze ge\u00efnfiltreerde cellen beschadigen, samen met geactiveerde residente cellen van het CZS, de isolerende myelineschede van de axonen en zijn verantwoordelijk voor de ernstige invaliderende symptomen bij MS-pati\u00ebnten.\n\nHelaas is er tot op heden geen preventieve of genezende behandeling beschikbaar en de therapie voor MS past traditioneel een algemene ontstekingsremmende behandeling toe. In de afgelopen jaren is er een specifiekere aanpak toegepast, die gericht is op de instroom van CZS-infiltrerende lymfocyten. Met dit doel in gedachten is een gedetailleerd begrip van de celtypen en mechanismen die betrokken zijn bij de pathogenese van MS van cruciaal belang voor de ontwikkeling van nieuwe therapeutische middelen, mogelijk met minder bijwerkingen. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat monocyten en\/of macrofagen een nadelige invloed hebben in het vroege stadium van de pathogenese van MS en in het bijbehorende diermodel experimentele auto-immuun encefalomyelitis (EAE). Bovendien vormen zij de meerderheid van de ge\u00efnfiltreerde immuuncellen in de CZS-laesies. Tot nu toe zijn monocyten\/macrofagen niet specifiek het doelwit van therapeutische geneesmiddelen die beschikbaar zijn bij MS. Om meer kennis te verkrijgen over de pathogenese van MS wordt onderzoek vaak gedaan met experimentele modellen die bepaalde aspecten van de ziekte nabootsen. In dit proefschrift hebben we EAE-modellen bij knaagdieren gebruikt, de meest gebruikte modellen voor het bestuderen van neuro-inflammatoire processen zoals aanwezig in de pathologie van MS.\n\nTissue Transglutaminase (TG2) is een multifunctioneel enzym uit de Transglutaminase-familie. Het is het meest bekend om zijn enzymatische eiwit-crosslinking activiteit, maar vertoont daarnaast diverse andere enzymatische functies, waaronder GTPase, disulfide-isomerase en prote\u00efnekinase activiteit, evenals enzymatisch onafhankelijke functies. TG2 is geassocieerd met belangrijke functies in zowel fysiologische als pathologische omstandigheden en komt alomtegenwoordig tot expressie in vele celtypen, waaronder monocyten en macrofagen. Het enzym is voornamelijk aanwezig in het cytoplasma, maar is ook aangetroffen in de celkern, mitochondri\u00ebn, het endoplasmatisch reticulum, op het celoppervlak en extracellulair in de extracellulaire matrix (ECM). Verhoogde TG2-expressie en transamidatie-activiteit wordt vaak waargenomen onder inflammatoire omstandigheden en TG2 kan bijdragen aan vele fundamentele processen, waaronder cellulaire adhesie en migratie, cytoskeletale herschikking en celdifferentiatie. Eerder onderzoek vond zowel neuro-inflammatie als degeneratie gefaciliteerd door ontregelde expressie en activiteit van TG2 in verschillende neurodegeneratieve ziekten, waaronder de ziekte van Alzheimer, Parkinson en Huntington.\n\nDe studies in dit proefschrift waren gericht op het identificeren van de cellulaire expressie van TG2 in post-mortem CZS-materiaal van MS-pati\u00ebnten en van knaagdieren onderworpen aan EAE. Om de rol van TG2 in de ontwikkeling van EAE-symptomen en pathologie op te helderen, onderzochten we de bijdrage en het potentieel van TG2 als aangrijpingspunt voor geneesmiddelen in EAE bij de rat en de muis.\n\nOnze immunohistochemische studies toonden aan dat TG2 tot expressie komt in inflammatoire witte stof MS-laesies in post-mortem CZS-weefsel van MS-pati\u00ebnten (hoofdstukken 2 en 3) en in EAE-laesies van ratten (hoofdstuk 2) en muizen (hoofdstukken 4 en 5). In beide pathologie\u00ebn, onder de conditie van inflammatoire activiteit in de laesies, leken cellen TG2 tot expressie te brengen en werden ze ge\u00efdentificeerd als leukocyten en meer specifiek macrofagen. De beperking van TG2-expressie tot specifieke celtypen die belangrijke spelers zijn in de ziektepathologie van MS en EAE geeft aan dat TG2 betrokken kan zijn bij beide ziektepathologie\u00ebn, wat TG2 een potentieel boeiend therapeutisch doelwit maakt. Interessant genoeg vonden we bewijs dat TG2-upregulatie in monocyten in EAE mogelijk al plaatsvindt voorafgaand aan hun extravasatie in het CZS-parenchym. De upregulatie van TG2 in perifere monocyten zou dan heel goed een opmaat kunnen zijn naar verdere betrokkenheid van TG2 in de pathologie van MS en EAE.\n\nHoewel post-mortem weefsel waardevolle informatie verschaft over CZS-laesies van MS en EAE, voegt het in beeld brengen van de interactie met monocyten in het ruggenmerg meer gedetailleerde informatie toe over het gedrag van monocyten tijdens EAE in vivo. In hoofdstuk 4 bestudeerden we het gedrag van kruipende, fluorescerende monocyten en hun interactie met het endotheel van het ruggenmerg in EAE-muizen, in real-time met behulp van 2-fotonmicroscopie. De cellen werden gevisualiseerd in CX3CR1-transgene muizen, waarin monocyten, macrofagen en microgliacellen groen fluorescerend eiwit (GFP) tot expressie brengen. We toonden aan dat de hoeveelheid kruipende cellen is toegenomen en hun baanlengtes verlengd tijdens EAE, wat wijst op een potentieel stevigere interactie van de cellen met het endotheel. Een van de mediatoren van deze processen zou TG2 kunnen zijn, waarvan de expressie in aan het hersenendotheel gehechte monocyten werd bevestigd in post-mortem weefsel van deze transgene muizen.\n\nOm een mogelijke causale bijdrage van TG2 aan de ontwikkeling van EAE-motorsymptomen en pathologie te onderzoeken, hebben we de TG2-activiteit farmacologisch gemanipuleerd in EAE-modellen bij knaagdieren (hoofdstukken 2 en 5). Ratten en muizen lijdend aan EAE werden behandeld met verschillende TG2-remmende verbindingen net na het ontstaan van de ziektesymptomen. De farmacologische remming van de TG2-activiteit kon de motorsymptomen en de pathologie van EAE drastisch verminderen, wat een rol voor TG2 bij de ontwikkeling van EAE-symptomen bevestigt. Vooral de toediening van \u00e9\u00e9n verbinding (KCC009) verminderde sterk de infiltratie van leukocyten in het CZS en de vorming van laesies. Samen met in vitro reductie van monocytenadhesie aan en migratie over bloed-hersenbarri\u00e8recellen na TG2-remming, wijst dit in de richting van door monocyten en macrofagen geproduceerd TG2 dat een rol speelt in hun in vivo kruipgedrag langs de bloedvaten in het CZS als een eerste stap naar CZS-infiltratie. Veelbelovend voor een mogelijke behandeling van MS met TG2-remmers is dat een therapeutische behandelingsaanpak na het begin van de ziektesymptomen, vergelijkbaar met de behandeling van MS-pati\u00ebnten, effectief is. Hoewel de toediening van TG2-activiteitsremmers duidelijke gunstige effecten liet zien in onze diermodellen, zijn het gedetailleerde proces en de mechanismen nog niet volledig opgehelderd. We namen een beter effect waar bij het gebruik van een TG2-remmer die de cellen niet binnendringt, wat wijst op een belangrijke rol voor oppervlakte\/extracellulair TG2 bij het verminderen van EAE-symptomen en met name de CZS-infiltratie van immuuncellen. Daarom is het waarschijnlijk dat een samenspel van de transamidatiefunctie van TG2 en mogelijk andere acties van TG2, die niet specifiek in deze context zijn bestudeerd, betrokken zijn bij de pathologie van EAE en de ontwikkeling van symptomen.\n\nConcluderend tonen onze studies aan dat TG2 tot expressie komt in monocyten en macrofagen in inflammatoire MS- en EAE-laesies. Onze bemoedigende resultaten van farmacologische TG2-remming bij knaagdieren lijdend aan EAE onthulden dat TG2 betrokken is bij de migratie van monocyten\/macrofagen naar het CZS. Bovendien draagt TG2 bij aan de motorische beperking in EAE en vandaar dat TG2 een potentieel interessant doelwit zou kunnen zijn voor MS-pati\u00ebnten. De hier gepresenteerde studies ondersteunen het onderzoek naar door monocyten en macrofagen geproduceerd TG2 als een potentieel druggable target van belang voor de behandeling van MS-pati\u00ebnten.","summary":"Multiple Sclerosis (MS) is an inflammatory disease of the central nervous system (CNS) that is characterized by demyelination and axonal damage. It is one of the most common neurological disorders among young adults. MS causes serious physical disabilities together with cognitive impairment, which highly affect the quality of life. The most common form of MS pathologically presents itself with a massive migration of leukocytes from the bloodstream into the CNS facilitated by functional disturbances of the blood brain barrier. These infiltrated cells, together with activated resident cells of the CNS, damage the insulating myelin sheath of the axons and are responsible for the serious disabling symptoms in MS patients.\n\nUnfortunately, up to now, no preventive or curing treatment is available and MS therapy traditionally applies general anti-inflammatory treatment. In recent years a more specific approach has been applied, that targets the influx of CNS infiltrating lymphocytes. With this goal in mind, detailed understanding of the cell types and mechanisms involved in the pathogenesis of MS is of crucial importance to develop new therapeutic agents, with possibly less side effects. Previous research has shown that monocytes and\/or macrophages have detrimental influence in the early stage of MS pathogenesis and in its animal model experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Besides, they constitute the majority of infiltrated immune cells in the CNS lesions. Thus far, monocytes\/macrophages are not specifically targeted by therapeutic drugs available in MS. To obtain more knowledge on the pathogenesis of MS, research is often done with experimental models, mimicking certain aspects of the disease. In this thesis we used EAE models in rodents, which are the most commonly used models for studying neuroinflammatory processes as present in MS pathology.\n\nTissue Transglutaminase (TG2) is a multifunctional enzyme of the Transglutaminase family. It is best known for its enzymatic protein cross-linking activity but additionally exhibits various other enzymatic functions including GTPase, disulfide isomerase and protein kinase activity as well as enzymatic independent functions. TG2 is associated with important functions in both physiological and pathological conditions and is ubiquitously expressed in many cell types, including monocytes and macrophages. The enzyme is predominantly present in the cytoplasm, but has also been found in the nucleus, mitochondria, endoplasmic reticulum, on the cell surface and extracellularly in the extracellular matrix (ECM). Increased TG2 expression and transamidation activity is often observed under inflammatory conditions and TG2 can contribute to many fundamental processes, including cellular adhesion and migration, cytoskeletal rearrangement and cell differentiation. Previous research found both neuroinflammation and degeneration facilitated by dysregulated expression and activity of TG2 in several neurodegenerative diseases including Alzheimer\u2019s, Parkinson\u2019s and Huntington\u2019s disease.\n\nThe studies presented in this thesis aimed at identifying the cellular expression of TG2 in post-mortem CNS material of MS patients and of rodents subjected to EAE. To elucidate the role of TG2 in EAE symptom development and pathology, we investigated TG2\u2019s contribution and potential as druggable target in rat and mouse EAE.\n\nOur immunohistochemical studies showed that TG2 is expressed in inflammatory white matter MS lesions in post-mortem CNS tissue from MS patients (chapters 2 and 3) and in EAE lesions of rats (chapter 2) and mice (chapters 4 and 5). In both pathologies, under condition of inflammatory activity in the lesions, cells appeared to express TG2 and are identified as leukocytes and more specifically macrophages. The restriction of TG2 expression to specific cell types that are major players in disease pathology of MS and EAE indicate that TG2 may be involved in both disease pathologies, which makes TG2 a potential exciting therapeutic target. Interestingly, we found evidence that TG2 upregulation in monocytes in EAE might already occur previous to their extravasation into the CNS parenchyma. The upregulation of TG2 in peripheral monocytes might then very well be a prelude to further involvement of TG2 in MS and EAE pathology.\n\nAlthough post-mortem tissue provides valuable information about CNS lesions of MS and EAE, imaging the interaction with monocytes in the spinal cord adds more detailed information about monocyte behavior during EAE in vivo. In chapter 4, we studied the behavior of crawling, fluorescent monocytes and their interaction with the spinal cord endothelium, in EAE mice, in real time using 2-photon microscopy. The cells were visualized in CX3CR1 transgenic mice, in which monocytes, macrophages and microglial cells express green fluorescent protein (GFP). We showed that the amount of crawling cells are increased and their track lengths extended during EAE, indicating a potentially firmer interaction of the cells with the endothelium. One of the mediators of these processes could be TG2, which expression in brain endothelium attached monocytes was confirmed in post-mortem tissue from these transgenic mice.\n\nTo investigate a potential causal contribution of TG2 to EAE motor symptom development and pathology, we pharmacologically manipulated TG2 activity in rodent EAE models (chapters 2 and 5). Rats and mice suffering from EAE were treated with various TG2 inhibitory compounds just after onset of disease symptoms. The pharmacological inhibition of TG2 activity could drastically reduce EAE motor symptoms and pathology, confirming a role of TG2 in the development of EAE symptoms. Especially the administration of one compound (KCC009) highly reduced the leukocyte infiltration in the CNS and lesion formation. Together with in vitro reduction of monocyte adhesion to and migration across blood-brain barrier cells after TG2 inhibition, this points towards monocyte and macrophage derived TG2 playing a role in their in vivo crawling behavior along the blood vessels in the CNS as an initial step to CNS infiltration. Promising for potential treatment of MS with TG2 inhibitors is, that therapeutic treatment approach after onset of disease symptoms, comparable to treating MS patients, is effective. Although the administration of TG2 activity inhibitors demonstrated clear beneficial effects in our animal models, the detailed process and mechanisms are not fully revealed. We observed a better effect when using a TG2 inhibitor that does not penetrate the cells, suggestive for an important role for surface\/extracellular TG2 in reducing EAE symptoms and especially CNS infiltration of immune cells. Therefore it is likely that an interplay of TG2\u2019s transamidation function and possibly other actions of TG2, that have not been specifically studied in this context, are involved in EAE pathology and symptom development.\n\nIn conclusion, our studies demonstrate that TG2 is expressed in monocytes and macrophages in inflammatory MS and EAE lesions. Our encouraging results of pharmacological TG2 inhibition in rodents suffering from EAE revealed that TG2 is involved in monocyte\/macrophage migration into the CNS. In addition, TG2 contributes to motor impairment in EAE and hence TG2 could be a potential target of interest in MS patients. The here presented studies support the investigation of monocyte and macrophage derived TG2 as a potential druggable target of interest for the treatment of MS patients.","auteur":"Navina Chrobok","auteur_slug":"navina-chrobok","publicatiedatum":"14 mei 2020","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/navinachrobok?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/c63090bf-9a7b-49e8-8910-0f877236babd\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"FTP-202604081050","isbn":"978-94-6380-755-5","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Vrije Universiteit Amsterdam","afbeeldingen":13153,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Vrije Universiteit Amsterdam","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/9661","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=9661"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/9661\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":9664,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/9661\/revisions\/9664"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/13153"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=9661"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=9661"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}