title: The release of the metalloproteinase meprin β onto exosomes
Creators: name: Schomburg, Simon
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2025
Subjects: subject: meprin β
subject: IBD
subject: chronic inflammatory bowel disease
subject: exosomes
subject: extracellular vesicles
subject: ADAM 10
subject: ADAM 17

description: The idiopathic inflammatory bowel disease (IBD) has been increasing in its incidence over the last decades and comes along with an enormous social and economic impact especially for younger patients. The full understanding of the role that the metalloproteinase meprin β (metalloprotease from renal tissue β) plays is unclear, but it was found transcriptionally downregulated in IBD patients. It is important for proper mucus detachment in the small intestine as a shed soluble proteinase. We aim to identify whether meprin β can be sorted to extracellular vesicles (EVs) and if it can be sorted in its soluble form from EVs again. Purification of extracellular vesicles from stimulated cell culture media, murine intestinal tissue and chyme combined with biochemical analysis and electron microscopy imaging techniques, we aim to identify conditions and factors that play a role for the release of meprin β onto exosomes and if this is compartment specific for the intestinal tract. We successfully showed in cell culture experiments, that loss of meprin β sheddases ADAM10 and ADAM17 induces the release of meprin on extracellular vesicles. Stable overexpression of meprin β in ADAM10/17 deficient and control wild type cells allows to test pro-inflammatory stimuli for their ability to induce meprin β release on extracellular vesicles. Further we were able to isolate extracellular vesicles from healthy murine intestine and thereby show an exosomal release of meprin β in the small intestine which is a first step of the transfer from cell culture experiments to mouse model research. Overall, our findings shed light on the complex mechanisms of exosomal protein secretion of meprin β. Here, we propose that the loss of ADAM10/17 and pro inflammatory stimulation induce exosomal release of meprin β and hence contribute to a changed proteolytic cleavage pattern of the intestinal mucosa underlining the potential of meprin β as a therapeutic target in chronic inflammatory bowel disease.
description: Chronisch inflammatorische Darmerkrankungen (IBD) haben in den letzten Jahrzehnten an Häufigkeit zugenommen und gehen insbesondere für jüngere Patienten mit enormen sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen einher. Die vollständige Rolle der Metalloproteinase Meprin β ist noch ungeklärt, aber es wurde gezeigt, dass sie bei IBD-Patienten transkriptionell herunterreguliert ist. In löslicher Form ist Meprin β wichtig für die Schleimfreisetzung im Dünndarm. Wir wollen herausfinden, ob Meprin β auch auf extrazellulären Vesikeln freigesetzt werden kann und ob es von diesen wiederum in löslicher Form freigesetzt werden kann. Durch die Aufreinigung extrazellulärer Vesikel aus stimulierten Zellkulturmedien, murinem Darmgewebe und Chymus in Kombination mit biochemischen Analysen und elektronenmikroskopischen Bildgebungsverfahren wollen wir die Bedingungen und Faktoren ermitteln, die für die Freisetzung von Meprin β auf Exosomen eine Rolle spielen, und herausfinden, ob diese kompartimentspezifisch für den Darmtrakt sind. In Zellkulturexperimenten konnten wir erfolgreich zeigen, dass der Verlust der Meprin β Sheddasen ADAM10 und 17 (A Disintegrin And Metalloproteinase) zur Freisetzung von Meprin auf extrazellulären Vesikeln führt. Die stabile Überexpression von Meprin β in ADAM10/17-defizienten Zellen und Wildtyp-Zellen ermöglicht es, pro inflammatorische Stimuli auf ihre Fähigkeit zu testen, die Freisetzung von Meprin β auf extrazellulären Vesikeln zu induzieren. Darüber hinaus konnten wir extrazelluläre Vesikel aus dem gesunden Mäusedarm isolieren und damit eine exosomale Freisetzung von Meprin β im Dünndarm nachweisen, was einen ersten Schritt der Übertragung von Zellkulturexperimenten auf die Forschung am Mausmodell darstellt. Insgesamt werfen unsere Ergebnisse ein Licht auf die komplexen Mechanismen der exosomalen Proteinsekretion von Meprin β. Hier schlagen wir vor, dass der Verlust von ADAM10/17 und eine pro-inflammatorische Stimulation die exosomale Freisetzung von Meprin β induzieren und somit zu einem veränderten proteolytischen Spaltmuster der Darmschleimhaut beitragen könnte, was das Potenzial von Meprin β als therapeutisches Ziel bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen unterstreicht.