ITMI20060165A1 - TRANSGENIC ANIMALS WITH HYPERTENE HYPERTESUS - Google Patents

TRANSGENIC ANIMALS WITH HYPERTENE HYPERTESUS Download PDF

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ITMI20060165A1
ITMI20060165A1 ITMI20060165A ITMI20060165A1 IT MI20060165 A1 ITMI20060165 A1 IT MI20060165A1 IT MI20060165 A ITMI20060165 A IT MI20060165A IT MI20060165 A1 ITMI20060165 A1 IT MI20060165A1
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Giorgio Bressan
Giuseppe Lembo
Stefano Piccolo
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Univ Padova
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Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: Patent application for industrial invention entitled:

Animali transgenici con fenotipo iperteso Transgenic animals with hypertensive phenotype

CAMPO DELL’INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION

L’invenzione riguarda modelli animali di patologie ipertensive, generate mediante modificazione genica. The invention concerns animal models of hypertensive pathologies, generated by gene modification.

TECNICA ANTERIORE FRONT TECHNIQUE

L’ipertensione arteriosa è un fattore di rischio importante nelle malattie renali, nelle malattie coronariche e nelle malattie cerebrali acute. E’ piuttosto diffusa: affligge infatti circa un terzo della popolazione adulta. Una innalzata pressione arteriosa può derivare o da una aumentata gittata cardiaca, e/o da una aumentata resistenza vascolare al flusso sanguigno. Studi recenti hanno dimostrato che la componente elastica della matrice extracellulare (ECM) riveste un ruolo importante nei meccanismi di regolazione della pressione arteriosa. High blood pressure is an important risk factor in kidney disease, coronary heart disease and acute brain disease. It is quite widespread: it affects about a third of the adult population. Elevated blood pressure can result from either increased cardiac output, and / or increased vascular resistance to blood flow. Recent studies have shown that the elastic component of the extracellular matrix (ECM) plays an important role in blood pressure regulation mechanisms.

Lo studio di topi transgenici in cui il gene dell’elastina è stato inattivato mediante targeting genico, danno progenie in cui gli omozigoti muoiono per ostruzione delle arterie e gli eterozigoti sono stabilmente ipertesi. The study of transgenic mice in which the elastin gene has been inactivated by gene targeting gives offspring in which homozygotes die from obstruction of the arteries and heterozygotes are stably hypertensive.

Questi risultati sembrano suggerire che anche componenti dell’ECM nel sistema vascolare sono importanti nell’eziogenesi dell'ipertensione. These results seem to suggest that components of the ECM in the vascular system are also important in the etiogenesis of hypertension.

Le emiline fanno parte di una famiglia di proteine della matrice extracellulare caratterizzate da un arrangiamento unico a livello strutturale, che comprende un peptide segnale e il dominio EMI, costituito da una regione di circa 80 aa ricca in cisteine, all'estremità NH2, una regione ad alfa elica nella parte centrale ed una regione omologa al dominio globulare C1q (gC1q domain) all'estremità carbossi-terminale. Sulla base delle omologie strutturali in particolare nella regione EMI, nella famiglia delle emiline vengono comprese ad oggi: la emilina-1, la prima isolata (Bressan, G. M. et al., 1993, J Cell Biol 121, 201-12), la emilina-2 (Doliana, R. et al., 2001, J Biol Chem 276, 12003-11), la multimerina-1 (Hayward, C. P. et al., 1995, J Biol Chem 270, 18246-51; Braghetta, P et al., 2004, Matrix Biol 22, 549-56) una proteina secreta dalle cellule endoteliali e dalle piastrine, e la multimerina-2 (Christian, S. et al., 2001, J Biol Chem 276, 48588-95; Braghetta et al., 2004: già citata), prodotta anch’essa dalle cellule endoteliali (nomenclatura adottata: http://www.aene.ucl.ac.Uk/nomenclature/genefamilv/emilin.html#HGNC ta ble2) Emilins are part of a family of extracellular matrix proteins characterized by a unique arrangement at the structural level, which includes a signal peptide and the EMI domain, consisting of a region of about 80 aa rich in cysteines, at the NH2 end, a region an alpha helix in the central part and a region homologous to the globular C1q domain (gC1q domain) at the carboxy-terminal end. On the basis of the structural homologies in particular in the EMI region, the emilin-1 family, the first isolated (Bressan, G. M. et al., 1993, J Cell Biol 121, 201-12), the emilin -2 (Doliana, R. et al., 2001, J Biol Chem 276, 12003-11), multimerin-1 (Hayward, C. P. et al., 1995, J Biol Chem 270, 18246-51; Braghetta, P et al., 1995, J Biol Chem 270, 18246-51; Braghetta, P et al. al., 2004, Matrix Biol 22, 549-56) a protein secreted by endothelial cells and platelets, and multimerin-2 (Christian, S. et al., 2001, J Biol Chem 276, 48588-95; Braghetta et al., 2004: already cited), also produced by endothelial cells (nomenclature adopted: http://www.aene.ucl.ac.Uk/nomenclature/genefamilv/emilin.html#HGNC ta ble2)

La caratterizzazione funzionale di ciascuno dei componenti di questa famiglia non è ancora stata completata, anche se dati recenti hanno dimostrato che anticorpi contro l'emilina inibiscono la deposizione dell’elastina da parte di SMC {Smooth Muscle Cells) in vitro. Inoltre, il topo transgenico in cui il locus emilin 1 è stato inattivato, appare normale, gli omozigoti sono fertili ed hanno un ciclo vitale nella norma, ma ad un esame più fine, mostrano alterazioni della struttura delle fibre elastiche e della morfologia cellulare nelle arterie (Zanetti, M. et al, 2004, Mol Cell Biol 24, 638-50). The functional characterization of each of the components of this family has not yet been completed, although recent data have shown that antibodies against emilin inhibit the deposition of elastin by SMC (Smooth Muscle Cells) in vitro. Furthermore, the transgenic mouse in which the emilin 1 locus has been inactivated appears normal, the homozygotes are fertile and have a normal life cycle, but on closer examination, they show alterations in the structure of the elastic fibers and in the cell morphology in the arteries. (Zanetti, M. et al, 2004, Mol Cell Biol 24, 638-50).

SOMMARIO SUMMARY

La presente invenzione riguarda animali transgenici non umani in cui almeno un allele di un gene codificante per una proteina del gruppo EDEN selezionata nel gruppo consistente di: emilina-2, emilina-3, multimerina-1 e multimerina-2 è inattivato, interrotto, deleto totalmente e/o parzialmente rispetto alla sequenza wild type, animali che sono caratterizzati dal fatto di essere ipertesi, cioè di presentare un significativo aumento della pressione arteriosa sistemica. Questa proprietà ha permesso di svelare un meccanismo totalmente nuovo di eziogenesi dell’ipertensione attraverso una alterazione della resistenza vascolare periferica. The present invention relates to non-human transgenic animals in which at least one allele of a gene encoding a protein of the EDEN group selected in the group consisting of: emilin-2, emilin-3, multimerin-1 and multimerin-2 is inactivated, interrupted, deleted totally and / or partially with respect to the wild type sequence, animals that are characterized by the fact of being hypertensive, that is to say that they have a significant increase in systemic arterial pressure. This property has made it possible to reveal a totally new mechanism for the etiology of hypertension through an alteration of peripheral vascular resistance.

Fa quindi parte dell’invenzione l’uso dei modelli animali transgenici messi a punto per la selezione di molecole biologicamente attive di utilità nel trattamento dell'ipertensione e del rimodellamento vascolare e di metodi diagnostici e/o prognostici in cui una diminuita o mancante espressione di una proteina della famiglia EDEN è un indicatore sufficiente di predisposizione allo sviluppo dell'ipertensione o della base genetica di un fenotipo iperteso. The use of transgenic animal models developed for the selection of biologically active molecules of utility in the treatment of hypertension and vascular remodeling and of diagnostic and / or prognostic methods in which a decreased or missing expression of a protein of the EDEN family is a sufficient indicator of predisposition to the development of hypertension or the genetic basis of a hypertensive phenotype.

Fanno inoltre parte dell’invenzione cellule, isolate dagli organismi transgenici per la messa a punto di saggi per la selezione di molecole attive sul sistema (cardio)vascolare, di farmaci antiipertensivi, di farmaci con attività sul rimodellamento vascolare, sull'aterosclerosi, sugli aneurismi e sulle vasculopatie indotte da diabete, nonché per lo studio dell’eziopatogenesi dell'ipertensione, del rimodellamento vascolare, dell'aterosclerosi, di aneurismi e delle vasculopatie indotte da diabete. Also part of the invention are cells, isolated from transgenic organisms for the development of assays for the selection of molecules active on the (cardio) vascular system, of antihypertensive drugs, of drugs with activity on vascular remodeling, on atherosclerosis, on aneurysms. and on diabetes-induced vasculopathies, as well as for the study of the etiopathogenesis of hypertension, vascular remodeling, atherosclerosis, aneurysms and diabetes-induced vasculopathies.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Figura 1. Caratterizzazione del fenotipo vascolare di topi k.o. Figure 1. Characterization of the vascular phenotype of k.o.

Pannello A: Immunofluorescenza con anticorpi anti-emilina-1 : sezione della parete arteriosa di un topo adulto normale. In verde emilina-1, in rosso i nuclei colorati con ioduro di propidio. Panel A: Immunofluorescence with anti-emilin-1 antibodies: section of the arterial wall of a normal adult mouse. In green emilin-1, in red the nuclei stained with propidium iodide.

Pannello B): valori medi di pressione arteriosa (sistolica e diastolica in mmHg) di topi wild type e transgenici. Barre chiare: topi emilina-1 /+ (wild type); barre scure topi emilina-1 -/- (knock-out). *P<0.05 vs w.t.. Panel B): mean blood pressure values (systolic and diastolic in mmHg) of wild type and transgenic mice. Light bars: emilin-1 / + mice (wild type); dark bars emilin-1 - / - (knock-out) mice. * P <0.05 vs w.t ..

Pannello C): gittata cardiaca (Cardiac output) e resistenza periferica totale (TPR, Total Peripheral Resistance) di topi w.t. e transgenici. Barre chiare: topi emilina-1 /+ (w.t.); barre scure topi emilina-1 -/- (k.o.). Panel C): Cardiac output and Total Peripheral Resistance (TPR) of w.t. mice. and transgenic. Light bars: emilina-1 / + (w.t.) mice; dark bars mice emilin-1 - / - (k.o.).

Pannello D): variazioni del diametro esterno della carotide (μm ) in condizioni di incremento di pressione indotta sperimentalmente: quadrato pieno: w.t.; quadrato vuoto: k.o. Panel D): variations in the external diameter of the carotid (μm) under conditions of experimentally induced pressure increase: full square: w.t .; empty square: k.o.

Pannello E) angiografia deH’aorta di un topo w.t. (a sinistra) o di un topo k.o. (a destra). Panel E) angiography of the aorta of a w.t. mouse (left) or a knockout mouse. (To the right).

Pannello F): arteria mesenterica (tratto: 50μιτι) di topo wild type (+/+) e di topo k.o (-/-). Sotto la fotografia i due grafici riportano MCSA (Media Cross Sectional Area = Area della tonaca media in sezione trasversale) e spessore della tonaca media / diametro del lume dell’arteria per topi wild type (+/+) e per topi k.o. (-/-). Panel F): mesenteric artery (tract: 50μιτι) of wild type mouse (+ / +) and of k.o mouse (- / -). Under the photograph, the two graphs show MCSA (Media Cross Sectional Area = Area of the media tunic in cross section) and thickness of the media tunic / diameter of the lumen of the artery for wild type mice (+ / +) and for k.o mice. (- / -).

Figura 2. Inibizione della via di trasduzione del TGF-β in embrioni di Xenopus. Figure 2. Inhibition of the TGF-β transduction pathway in Xenopus embryos.

Pannelli A)-E) schema o pattern di espressione mediante ibridazione in situ del marcatore mesodermico MyoD in embrioni di Xenopus non trattati o microiniettati con gli mRNA per emilina-1, o per emilina-1 priva di EMI-domain (ΔΕΜΙ), o per il solo dominio EMI. A) non trattato, B) e C) embrioni microiniettati rispettivamente con mRNA per emilina-1 o per il dominio EMI. D) embrioni trattati con mRNA di emilina-1 priva di EMI-domain (ΔΕΜΙ). Panels A) -E) pattern or pattern of expression by in situ hybridization of the mesodermal marker MyoD in untreated or microinjected Xenopus embryos with the mRNAs for emilin-1, or for emilin-1 without EMI-domain (ΔΕΜΙ), or for the EMI domain only. A) untreated, B) and C) microinjected embryos respectively with mRNA for emilin-1 or for the EMI domain. D) embryos treated with emilin-1 mRNA devoid of EMI-domain (ΔΕΜΙ).

Pannelli E)-L) RT-PCR di embrioni di Xenopus co-iniettati con mRNA per emilina-1, per emilina-1 priva di EMI domain (ΔΕΜΙ), oppure solo per EMI domain, coiniettati negli embrioni insieme con mRNA diversi, come indicato in sopra la foto; a fianco sono indicate le sonde utilizzate per la rivelazione PCR. Xnr-1: membro della famiglia del TGF-β; Xbra, Eomes, Mixer: marcatori mesodermici indotti da Xnr-1; caAlk5: recettore costitutivamente attivo di tipo I del TGF-β; Vent-1, Siamois e Xnr-3: marcatori mesodermici; FGF: Fibroblast Growth Factor. EF1a: controllo. Figura 3. Incremento dell’attività del TGF-β in topi k.o. Panels E) -L) RT-PCR of Xenopus embryos co-injected with mRNA for emilin-1, for emilin-1 without EMI domain (ΔΕΜΙ), or only for EMI domain, co-injected into embryos together with different mRNAs, such as shown above the photo; the probes used for PCR detection are shown alongside. Xnr-1: member of the TGF-β family; Xbra, Eomes, Mixer: mesodermal markers induced by Xnr-1; caAlk5: constitutively active type I receptor of TGF-β; Vent-1, Siamois and Xnr-3: mesodermal markers; FGF: Fibroblast Growth Factor. EF1a: check. Figure 3. Increase in TGF-β activity in k.o mice.

Pannelli A)-B) Analisi immunoistochimica che rileva la fosforilazione di Smad-2 fosforiilato (P-Smad2) nell’aorta in topi w.t. (A) e k.o (B). Inserto: quantizzazione del numero dei nuclei positivi. L’aumento di P-Smad-2 nelle Vascular Smooth Muscle Cells di topi k.o. indica che la mancanza di emilina-1 comporta un aumento dell’attivazione della via di segnalazione del TGF-β. Panels A) -B) Immunohistochemical analysis that detects the phosphorylation of phosphorylated Smad-2 (P-Smad2) in the aorta in w.t. mice (A) and k.o (B). Insert: quantization of the number of positive nuclei. The increase of P-Smad-2 in the Vascular Smooth Muscle Cells of k.o. indicates that the lack of emilin-1 leads to an increase in the activation of the TGF-β signaling pathway.

Pannelli C)-D): Analisi immunoistochimica per GFP (Green Fluorescent Protein) in topi w.t. A) e k.o. B). La GFP è trascritta a partire da un transgene responsivo al TGF-β (CAGA12-GFP). La carenza di emilina-1 determina un’attivazione della via di trasduzione del TGF-β con conseguente aumento dell'espressione di GFP (pannelli C-D). Panels C) -D): Immunohistochemical analysis for GFP (Green Fluorescent Protein) in w.t. A) and k.o. B). GFP is transcribed from a TGF-β responsive transgene (CAGA12-GFP). The lack of emilin-1 determines an activation of the TGF-β transduction pathway with a consequent increase in the expression of GFP (panels C-D).

Pannelli E)-G) dipendenza del fenotipo di topi k.o. dal dosaggio genico di TGF-β. E): pressione sistolica di topi generati mediante incrocio tra topi doppi eterozigoti emilina-1 /- e TGF-β /-; F) MCSA (Media Cross Sectional Area) di arterie mesenteriche degli stessi topi del pannello E).<*>P <0.01 vs emilina-1 /+ e TGF-β /+; G) analisi ecocardiografica dell’aorta ascendente; pannello H) capacità proliferativa di cellule muscolari lisce. Valori: media ± sd,<*>P<0.05 vs w.t. Panels E) -G) Dependence of the phenotype of k.o. from the gene assay of TGF-β. E): systolic blood pressure of mice generated by crossing between emilin-1 / - and TGF-β / - double heterozygous mice; F) MCSA (Media Cross Sectional Area) of mesenteric arteries of the same mice of panel E). <*> P <0.01 vs emilin-1 / + and TGF-β / +; G) echocardiographic analysis of the ascending aorta; panel H) proliferative capacity of smooth muscle cells. Values: mean ± sd, <*> P <0.05 vs w.t.

Figura 4. Modello dell’attivazione e dell’attività del TGF-β nel sistema vascolare: omeostasi dell’ECM, omeostasi della muscolatura liscia delle cellule vascolari e rimodellamento vascolare (Annes et al., 2003, J Celi Sci 116, 217-24). TS-1 (Trombospondina-1), ανβ6 (integrine con catena alfa di tipo v e catena β di tipo 6). Figure 4. Model of TGF-β activation and activity in the vascular system: ECM homeostasis, vascular cell smooth muscle homeostasis and vascular remodeling (Annes et al., 2003, J Celi Sci 116, 217-24 ). TS-1 (Thrombospondin-1), ανβ6 (integrins with alpha chain of type v and β chain of type 6).

Figura 5. Schema dell'inserimento genico nel locus emilina-2. Figure 5. Scheme of gene insertion in the emilin-2 locus.

A) locus genomico murino. B) vettore di bersagliamento genico in cui la cassetta PGK-neo è stata inserita in orientamento senso al posto del frammento Hindlll-Nar I di 684 bp contenente l’esone 2 e parte del primo e del secondo introne dell’emilina-2, nel clone genomico di 7.5 kb. E’ stata inoltre inserita una cassetta tk ad una estremità. Il costrutto contiene rispettivamente 3 e 4 kb di omologia al locus dell’emilina-2. C) Locus transgenico, dopo integrazione del vettore. Il locus bersagliato manca dell’esone 2 codificante per il peptide segnale e per i primi 15 aminoacidi della proteina matura. Rettangoli vuoti: regioni non tradotte; rettangoli neri: regioni tradotte (codificanti) esoni 1-9; rettangoli grigi: gene tk e cassetta PGK-neo; ATG e TAG codoni di inizio e di stop del'emilina-2 A) murine genomic locus. B) gene targeting vector in which the PGK-neo cassette was inserted in sense orientation in place of the 684 bp Hindlll-Nar I fragment containing exon 2 and part of the first and second introns of emilin-2, in the 7.5 kb genomic clone. A tk cassette was also inserted at one end. The construct contains respectively 3 and 4 kb of homology to the emilin-2 locus. C) Transgenic locus, after vector integration. The target locus lacks exon 2 encoding the signal peptide and the first 15 amino acids of the mature protein. Empty rectangles: untranslated regions; black rectangles: translated (coding) regions exons 1-9; gray rectangles: tk gene and PGK-neo cassette; ATG and TAG codons of start and stop of the emilina-2

Figura 6. Schema dell’inserimento genico nel locus multimerin-2. A) locus genomico murino (29 kb e 7 esoni); B) vettore di bersagliamento genico in cui la cassetta PGK-neo è stata inserita in direzione antisenso al posto del frammento Bgin I di 2772 bp (contenente parte della regione fiancheggiante il 5’, il primo esone e parte del primo introne), nel clone genomico di 14 kb. E’ stata inoltre inserita una cassetta tk ad una estremità. Il costrutto contiene 4 e 7 kb di omologia al locus della multimerina-2, rispettivamente nel braccio di sinistra e di destra. C) Locus transgenico, dopo integrazione del vettore in B). Il locus bersagliato manca dell’esone 1 codificante per il peptide segnale e per i primi 32 aminoacidi della proteina matura. Rettangoli vuoti: regioni non tradotte; rettangoli neri: regioni tradotte (codificanti) esoni 1-7; rettangoli grigi: gene tk e cassetta PGK-neo; ATG e TAG codoni di inizio e di stop della multimerina-2. Figure 6. Scheme of gene insertion in the multimerin-2 locus. A) murine genomic locus (29 kb and 7 exons); B) gene targeting vector in which the PGK-neo cassette was inserted in the antisense direction in place of the 2772 bp Bgin I fragment (containing part of the region flanking the 5 ', the first exon and part of the first intron), in the clone genomic of 14 kb. A tk cassette was also inserted at one end. The construct contains 4 and 7 kb of homology at the multimerin-2 locus in the left and right arm respectively. C) Transgenic locus, after integration of the vector in B). The target locus lacks exon 1 encoding the signal peptide and the first 32 amino acids of the mature protein. Empty rectangles: untranslated regions; black rectangles: translated (coding) regions exons 1-7; gray rectangles: tk gene and PGK-neo cassette; ATG and TAG start and stop codons of the multimer-2.

Figura 7 . Pressione sistolica di topi w.t. e -/- per emilina-2 e multimerina-2. La pressione fu misurata utilizzando uno sfingomanometro per la coda. I valori riportati rappresentano il valore medio delle misurazioni su 6 animali per ciascun gruppo. L’asterisco (*) indica valori significativamente diversi da quelli del topo w.t. Figure 7. Systolic blood pressure of mice w.t. and - / - for emilin-2 and multimerin-2. Blood pressure was measured using a tail sphingomanometer. The reported values represent the mean value of the measurements on 6 animals for each group. The asterisk (*) indicates significantly different values from those of the w.t. mouse

Figura 8. Pressione sistolica di topi w.t. e mutanti null per ultimerina-1. La pressione fu misurata utilizzando uno sfingomanometro per la coda. I valori riportati rappresentano il valore medio delle misurazioni su 6 animali per ciascun gruppo. L’asterisco (*) indica valori significativamente diversi da quelli del topo w.t. Figure 8. Systolic blood pressure of mice w.t. and null mutants for ultimerina-1. Blood pressure was measured using a tail sphingomanometer. The reported values represent the mean value of the measurements on 6 animals for each group. The asterisk (*) indicates significantly different values from those of the w.t. mouse

Figura 9. Diametro dell’aorta ascendente in topi wt ed in topi -/- per emilina-1 emilina-2 e multimerina-2). L’asterisco (*) indica valori significativamente diversi da quelli del topo w.t. Figure 9. Diameter of the ascending aorta in wt mice and in mice - / - for emilin-1 emilin-2 and multimerin-2). The asterisk (*) indicates significantly different values from those of the w.t. mouse

Figura 10. Effetto di mRNA per Emilinal sull'attività di TGF-P3 mRNA in embrioni di Xenopus. Figure 10. Effect of mRNA for Emilinal on TGF-P3 mRNA activity in Xenopus embryos.

Cellule a bottiglia ottenute da embrioni di Xenopus a due cellule microiniettati con mRNA di TGF-β 3 (300 pg) A), in combinazione con 1 ng di mRNA di Emilinal B); stadi più tardivi di sviluppo dell’embrione microiniettato con mRNA di TGF-β3 (300 pg) C), in combinazione con 1 ng di mRNA di Emilinal , D). Bottle cells obtained from two-cell Xenopus embryos microinjected with TGF-β 3 mRNA (300 pg) A), in combination with 1 ng of Emilinal B) mRNA; later stages of development of the embryo microinjected with TGF-β3 mRNA (300 pg) C), in combination with 1 ng of Emilinal mRNA, D).

Figura 11. Espressione di geni bersaglio di TGF-β nei tessuti di topi carenti di Emilinal e nei controlli. Figure 11. Expression of TGF-β target genes in tissues of Emilinal-deficient mice and controls.

Estratti preparati da aorte di topi normali (+/+) e deficienti di Emilina 1 (-/-) sono stati analizzati mediante western blotting con anticorpi specifici anti PAI-1 (A) e anti c-Myc (B). Controllo della quantità di estratti caricati su gel elettroforesi: western-blot con un anticorpo anti-βactina. Extracts prepared from aortas of normal (+ / +) and Emilin 1 (- / -) deficient mice were analyzed by western blotting with specific antibodies to PAI-1 (A) and anti c-Myc (B). Control of the quantity of extracts loaded on gel electrophoresis: western-blot with an anti-βactin antibody.

Figura 12. Misurazione della contrazione dell’aorta in risposta ad uno stimolo contratturante. Figure 12. Measurement of the contraction of the aorta in response to a contracting stimulus.

La misurazione della vasocostrizione dell’aorta è stata effettuata mediante miografo dopo stimolazione con KCI 80 mM: la contrazione delle aorte isolate da topi deficienti di emilina-1 (-/-) è minore di quella ottenuta con aorte di controllo (+/+). Measurement of aortic vasoconstriction was performed by myograph after stimulation with 80 mM KCI: the contraction of aortas isolated from mice deficient in emilin-1 (- / -) is less than that obtained with control aortas (+ / +) .

Definizioni e abbreviazioni Definitions and abbreviations

Organismo transgenico: la definizione comprende organismi eucariotici pluricellulari contenenti un transgene. Gli organismi secondo l’invenzione sono, dove non specificato, mammiferi non umani. Transgenic organism: The definition includes multicellular eukaryotic organisms containing a transgene. The organisms according to the invention are, where not specified, non-human mammals.

Animale o topo nuli: animale nel quale mutazioni (spontanee o introdotte artificialmente) portano ad una completa mancanza del prodotto genico (mRNA e/o proteina). Null animal or mouse: animal in which mutations (spontaneous or artificially introduced) lead to a complete lack of the gene product (mRNA and / or protein).

Animale o topo k.o. (knock-out): animale nel quale è stata introdotta una mutazione null in un certo gene mediante tecniche di bersagliamento genico. Animal or mouse k.o. (knock-out): animal in which a null mutation has been introduced in a certain gene by means of gene targeting techniques.

Famiglia di proteine del gruppo EDEN (o Emiline): come definite sulla base delle omologie strutturali in particolare nella regione EMI, comprende ad oggi: la emilina-1, la prima isolata (Bressan, G. M. et al., 1993, J Celi Biol 121, 201-12), la emilina-2 (Doliana, R. et al., 2001, J Biol Chem 276, 12003-11), la emilina-3, la multimerina-1 (Hayward, C. P. et al., 1995, J Biol Chem 270, 18246-51; Braghetta, P et al., 2004, Matrix Biol 22, 549-56) una proteina secreta dalle cellule endoteliali e dalle piastrine, la multimerina-2 (Christian, S. et al., 2001, J Biol Chem 276, 48588-95; Braghetta et al., 2004: già citata) prodotta anch’essa dalle cellule endoteliali, ed inoltre le proteine Emid-1 e Emid-2, secondo la nomenclatura adottata in Family of proteins of the EDEN group (or Emiline): as defined on the basis of structural homologies in particular in the EMI region, it currently includes: emilin-1, the first isolated (Bressan, G. M. et al., 1993, J Celi Biol 121 , 201-12), emilin-2 (Doliana, R. et al., 2001, J Biol Chem 276, 12003-11), emilin-3, multimerin-1 (Hayward, C. P. et al., 1995, J Biol Chem 270, 18246-51; Braghetta, P et al., 2004, Matrix Biol 22, 549-56) a protein secreted by endothelial cells and platelets, multimerin-2 (Christian, S. et al., 2001 , J Biol Chem 276, 48588-95; Braghetta et al., 2004: already cited) also produced by endothelial cells, and also the proteins Emid-1 and Emid-2, according to the nomenclature adopted in

http://www.qene.ucl.ac.Uk/nomenclature/genefamilv/emilin.html#HGNC ta ble2) http://www.qene.ucl.ac.Uk/nomenclature/genefamilv/emilin.html#HGNC ta ble2)

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

E’ stato sorprendemente osservato che animali transgenici per almeno un gene della famiglia EDEN (EMI Domain ENdowed) presentano un fenotipo iperteso, e svelano di fatto un meccanismo di patogenesi dell’ipertensione totalmente sconosciuto, rappresentando di conseguenza un importante modello di studio per tale patologia in campo umano. It has been surprisingly observed that animals transgenic for at least one gene of the EDEN family (EMI Domain Endowed) have a hypertensive phenotype, and in fact reveal a totally unknown pathogenesis mechanism of hypertension, thus representing an important study model for this pathology. in the human field.

In particolare è stato osservato che la presenza di almeno un allele mutato inattivato o silenziato rispetto al wild type, di un gene scelto tra: emilina-1; emilina-2, emilina-3, multimerina-1 e multimerina-2, in un genoma animale, costituisce base genetica sufficiente per lo sviluppo di un fenotipo iperteso. In particular, it was observed that the presence of at least one mutated inactivated or silenced allele with respect to the wild type, of a gene selected from: emilin-1; emilin-2, emilin-3, multimerin-1 and multimerin-2, in an animal genome, constitute a sufficient genetic basis for the development of a hypertensive phenotype.

Costituiscono pertanto oggetto della presente invenzione organismi transgenici prodotti mediante knock-out di uno dei geni corrispondenti ai rispettivi ortoioghi umani e murini per emilina-2 (human: GenBank GenelD 84034; mouse: GenBank Gene ID 246707), emilina-3 (human: GenBank GenelD 90187; mouse: GenBank GenelD 280635), multimerina-1 (human: GenBank GenelD 22915 ; mouse: GenBank GenelD 70945) e multimerina-2, (human: GenBank GenelD 79812; mouse: GenBank GenelD 105450), utilizzando per il knock out genetico la sequenza di topo. Le proteine della famiglia EDEN sono caratterizzate da un arrangiamento unico a livello strutturale e comprendono un peptide segnale, il dominio EMI, costituito da una regione di circa 80 aminoacidi ricca in cisteine all'estremità NH2, una regione ad alfa elica nella parte centrale ed una regione omologa al dominio globulare C1q (gC1q domain) all'estremità carbossi-terminale. Therefore, the subject of the present invention is transgenic organisms produced by knock-out of one of the genes corresponding to the respective human and murine orthoogues for emilin-2 (human: GenBank GenelD 84034; mouse: GenBank Gene ID 246707), emilin-3 (human: GenBank GenelD 90187; mouse: GenBank GenelD 280635), multimer-1 (human: GenBank GenelD 22915; mouse: GenBank GenelD 70945) and multimer-2, (human: GenBank GenelD 79812; mouse: GenBank GenelD 105450), using for knock out genetic the mouse sequence. The proteins of the EDEN family are characterized by a unique arrangement at the structural level and include a signal peptide, the EMI domain, consisting of a region of about 80 amino acids rich in cysteines at the NH2 end, an alpha helix region in the central part and a region homologous to the globular C1q domain (gC1q domain) at the carboxy-terminal end.

Gli animali transgenici per emilina-2, emilina-3, multimerina-1 e multimerina-2 sono preferibilmente ottenuti mediante inattivazione ( knock out) del locus genomico. Tale inattivazione è preferibilmente ottenuta mediante bersagliamento genico con opportuni vettori che inseriscono una cassetta di espressione, quale ad esempio la cassetta pgk-neo, nel rispettivo locus genomico, preferibilmente a livello del primo esone, interrompendo così la traduzione del gene intero. Preferibilmente gli animali secondo l’invenzione sono omozigoti null (-/-) cioè l’inattivazione o la modificazione riguarda entrambi gli alleli. Transgenic animals for emilin-2, emilin-3, multimerin-1 and multimerin-2 are preferably obtained by inactivation (knock out) of the genomic locus. This inactivation is preferably obtained by gene targeting with suitable vectors which insert an expression cassette, such as the pgk-neo cassette, in the respective genomic locus, preferably at the level of the first exon, thus interrupting the translation of the entire gene. Preferably, the animals according to the invention are homozygous null (- / -) that is, the inactivation or modification concerns both alleles.

Gli animali transgenici sono mammiferi, preferibilmente roditori, e ancor più preferibilmente topi, del ceppo 129 o CD1 o C57BL6 o incroci tra questi ceppi, e mostrano, macroscopicamente, un fenotipo normale: il processo di invecchiamento è nella norma e gli adulti sono fertili. Macroscopicamente, quindi, presentano un fenotipo normale, come già osservato per topi null per emilina-1: il processo di invecchiamento è nella norma e gli adulti sono fertili, mentre si riscontrano alterazioni nell’elastogenesi (Zanetti, M. et al, 2004, Mol Cell Biol 24, 638-50), imputabili ad una interazione diretta dell’emilina-1 con l’elastina. The transgenic animals are mammals, preferably rodents, and even more preferably mice, of the 129 or CD1 or C57BL6 strain or crosses between these strains, and show, macroscopically, a normal phenotype: the aging process is normal and the adults are fertile. Macroscopically, therefore, they have a normal phenotype, as already observed for mice null for emilin-1: the aging process is normal and the adults are fertile, while alterations in elastogenesis are found (Zanetti, M. et al, 2004, Mol Cell Biol 24, 638-50), attributable to a direct interaction of emilin-1 with elastin.

Negli animali trasgenici secondo l’invenzione è riscontrabile un livello di espressione del gene inattivato geneticamente inferiore al normale (eterozigote /-) o totalmente assente (omozigote -/-). Questo risulta sia mediante analisi immunoistochimica effettuata su sezioni di organo o tessuto, che mediante analisi con metodi molecolari (Northern blot o RT-PCR) su cellule, ad es. fibroblasti, isolate dagli stessi animali transgenici. Una indagine morfologica effettuata sull’aorta dei topi transgenici secondo l’invenzione dimostra che tali animali presentano un ridotto diametro vascolare. La gettata cardiaca rimane invece simile alla norma: ne risulta che la resistenza periferica totale è notevolmente aumentata, con un significativo aumento della pressione arteriosa in tutti gli animali transgenici e particolarmente in quelli knock-out per emilina-2. In transgenic animals according to the invention, a genetically inactivated gene expression level lower than normal (heterozygous / -) or totally absent (homozygous - / -) can be found. This results both by immunohistochemical analysis carried out on organ or tissue sections, and by analysis with molecular methods (Northern blot or RT-PCR) on cells, eg. fibroblasts, isolated from the same transgenic animals. A morphological investigation carried out on the aorta of transgenic mice according to the invention shows that these animals have a reduced vascular diameter. Cardiac output, on the other hand, remains similar to the norm: as a result, total peripheral resistance is significantly increased, with a significant increase in blood pressure in all transgenic animals and particularly in those knock-out for emilin-2.

In particolare negli animali secondo l’invenzione risulta ridotto il diametro del'aorta, misurato mediante ecocardiografia, così come lo spessore della parete media dello stesso vaso (indicato da una riduzione della MCSA, media cross-sectional area). In particular, in animals according to the invention, the diameter of the aorta, measured by echocardiography, is reduced, as is the thickness of the average wall of the same vessel (indicated by a reduction in the MCSA, average cross-sectional area).

Pertanto l’invenzione si estende a modelli animali non umani, preferibilmente piccoli mammiferi e ancor più preferibilmente roditori, comprendenti un gene o una regione genomica (codificante, non codificante o che regola l’espressione di una proteina del gruppo EDEN, come sopra identificate, ad eccezione della emilinal) naturalmente o artificialmente inattivata o deleta, dove tale inattivazione e/o delezione determina una diminuita o assente espressione di una proteina del gruppo EDEN, ed in cui tale anomalia genetica è associata ad un fenotipo iperteso, e/o ad una alterata resistenza vascolare periferica, e/o ad una diminuita capacità proliferativa del sistema endoteliale/vascolare periferico e/o ad una riduzione delle dimensioni dei vasi, ed al loro uso per scopi di ricerca e di indagine sui meccanismi di eziogenesi dell'ipertensione. Therefore the invention extends to non-human animal models, preferably small mammals and even more preferably rodents, comprising a gene or a genomic region (coding, non-coding or regulating the expression of a protein of the EDEN group, as identified above, with the exception of emilinal) naturally or artificially inactivated or deleted, where this inactivation and / or deletion determines a decreased or absent expression of a protein of the EDEN group, and in which this genetic anomaly is associated with a hypertensive phenotype, and / or with a altered peripheral vascular resistance, and / or to a decreased proliferative capacity of the peripheral endothelial / vascular system and / or to a reduction in the size of the vessels, and to their use for purposes of research and investigation on the mechanisms of etiogenesis of hypertension.

Per indagare attraverso quale via di trasduzione del segnale agiscano le proteine del gruppo EDEN sul sistema vascolare e quindi sui valori di pressione arteriosa osservati nei modelli transgenici murini, fu utilizzato il sistema degli embrioni di Xenopus (Piccolo, S. et al., 1996, Cell 86, 589-98), secondo il quale mRNA codificanti per diverse proteine vengono microiniettati in embrioni di Xenopus e se la proteina da essi espressa ha una attività biologica correlata a qualche via nota di trasduzione del segnale, viene alterato il processo di sviluppo dell'embrione e tale alterazione è osservabile e facilmente riconducibile alla via di trasduzione alterata. Concordemente, viene anche alterata l'espressione di geni bersaglio della via di trasduzione, rivelabile mediante ibridazione in situ sull'intero embrione (Sive, H. L. et al., 2000, "Early development of Xenopus laevis. A laboratory manual." Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York) o RT-PCR. The Xenopus embryo system was used to investigate through which signal transduction pathway the proteins of the EDEN group act on the vascular system and therefore on the arterial pressure values observed in transgenic mouse models, the Xenopus embryo system was used (Piccolo, S. et al., 1996, Cell 86, 589-98), according to which mRNA coding for different proteins are microinjected into Xenopus embryos and if the protein they express has a biological activity related to some known signal transduction pathway, the development process of the embryo and this alteration is observable and easily traceable to the altered transduction pathway. Accordingly, the expression of target genes of the transduction pathway is also altered, detectable by in situ hybridization on the whole embryo (Sive, H. L. et al., 2000, "Early development of Xenopus laevis. A laboratory manual." Cold Spring Harbor. Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York) or RT-PCR.

Attraverso questa tecnica è stato possibile identificare che l’effetto dell’emilina intera è interamente svolto dall’EMI domain, che come l’mRNA codificante per la proteina intera, inibisce la formazione di tessuti mesodermici, ed in particolare che l’effetto biologico delle proteine EDEN altera la via di trasduzione del segnale attivata dal TGF-β. Through this technique it was possible to identify that the effect of the whole hemilin is entirely carried out by the EMI domain, which, like the mRNA coding for the whole protein, inhibits the formation of mesodermal tissues, and in particular that the biological effect of EDEN protein alters the signal transduction pathway activated by TGF-β.

Concordemente, la somministrazione di mRNA per il fattore Xnr-1 (un componente della famiglia dei TGF-β) induce la formazione di mesoderma negli animai caps, come indicato dalla presenza dei marcatori Mixer, Eomesodermin e Brachyury, mentre emilina-1 (o il suo EMI-domain), ma non la molecola in cui l'ΕΜΙ-domain è stato deleto, bloccano l'effetto di Xnr-1. Quindi l’attività biologica di Emilinal o del suo dominio EMI si esplica analogamente sui diversi TGF-β, con un effetto che si evidenzia preferibilmente su TGF-βΙ e TGFβ3. Accordingly, the administration of mRNA for factor Xnr-1 (a member of the TGF-β family) induces the formation of mesoderm in the animal caps, as indicated by the presence of the markers Mixer, Eomesodermin and Brachyury, while emilin-1 (or the its EMI-domain), but not the molecule in which the-domain was deleted, block the effect of Xnr-1. Therefore, the biological activity of Emilinal or its EMI domain is similarly expressed on the different TGF-β, with an effect that is preferably highlighted on TGF-βΙ and TGFβ3.

Pertanto il fenotipo negli animali transgenici secondo l'invenzione può essere determinato anche solo dalla mancanza di un dominio EMI attivo. Ulteriori evidenze sperimentali indicano che: Therefore the phenotype in transgenic animals according to the invention can be determined even only by the lack of an active EMI domain. Further experimental evidence indicates that:

1) le proteine della famiglia EDEN sopra menzionate, preferibilmente emilina-1, emilina2, emilina3, multimerinl e multimerin2, agiscono ad uno stadio che precede il legame dei TGF-β al loro recettore. Infatti, l'effetto di mRNA codificanti per una forma costitutivamente attiva del recettore non viene modificato dalla contemporanea microiniezione di mRNA per emilina-1 o per TEMI domain; 1) the proteins of the EDEN family mentioned above, preferably emilin-1, emilin2, emilin3, multimerinl and multimerin2, act at a stage that precedes the binding of TGF-β to their receptor. In fact, the effect of mRNA coding for a constitutively active form of the receptor is not modified by the simultaneous microinjection of mRNA for emilin-1 or for TEMI domain;

2) le proteine della famiglia EDEN sopra menzionate, preferibilmente emilina-1, emilina-2, emilina-3, multimerina-1 e multimerina-2, non interferiscono con il signaling di tutti i membri della famiglia dei TGF-β; ad es.„ gli effetti dei fattori della sottofamiglia dei BMP (Bone Morphogenetic Protein) non vengono modificati dall'emilina-l; 2) the proteins of the EDEN family mentioned above, preferably emilin-1, emilin-2, emilin-3, multimerin-1 and multimerin-2, do not interfere with the signaling of all members of the TGF-β family; eg „the effects of the factors of the BMP (Bone Morphogenetic Protein) subfamily are not modified by emilin-1;

3) L'inibizione della trasduzione del segnale da parte delle proteine EDEN non interessa altri fattori di crescita quali ad es. FGF (Fibroblast Growth Factor) e Wnt (omologhi del gene Wingless di Drosophila). 3) The inhibition of signal transduction by EDEN proteins does not affect other growth factors such as eg. FGF (Fibroblast Growth Factor) and Wnt (homologs of the Drosophila Wingless gene).

Quindi in assenza di proteine della famiglia EDEN, particolarmente negli organismi transgenici carenti di emilina-1, emilina-2, emilina-3, multimerina-1 e multimerina-2, si ha un aumento della via di segnalazione attivata dai TGF-β senza alcuna alterazione del legame di questo fattore di crescita al suo recettore. Therefore in the absence of proteins of the EDEN family, particularly in transgenic organisms deficient in emilin-1, emilin-2, emilin-3, multimerin-1 and multimerin-2, there is an increase in the signaling pathway activated by TGF-β without any alteration of the binding of this growth factor to its receptor.

Esperimenti di epistasi effettuati con topi eterozigoti per mutazione inattivante (k.o.) di TGF-βΙ (Kulkarni, A.B., et al., 1993, Proc Nati Acad Sci U S A 90, 770-4) dimostrano che l’aumento pressorio in topi nuli o ko secondo l’invenzione scompare quando il dosaggio genico di TGF-β 1 diminuisce, come nell’incrocio con il topo transgenico eterozigote TGF-β1+/-. Ciò indica che i TGF-β sono implicati nella determinazione del fenotipo iperteso da parte delle proteine contenenti il dominio EMI e questo rappresenta un meccanismo di patogenesi dell'ipertensione totalmente nuovo. Epistasis experiments carried out with mice heterozygous for inactivating (k.o.) mutation of TGF-βΙ (Kulkarni, A.B., et al., 1993, Proc Nati Acad Sci U S A 90, 770-4) show that blood pressure increases in null or ko mice according to the invention it disappears when the gene dosage of TGF-β 1 decreases, as in the crossing with the TGF-β1 +/- heterozygous transgenic mouse. This indicates that TGF-β are involved in the determination of the hypertensive phenotype by proteins containing the EMI domain and this represents a totally new pathogenesis mechanism of hypertension.

Similmente, il ridotto diametro dell’aorta discendente e dell ’arteria mesenterica ed il ridotto spessore della parete media, sono anch’essi da attribuire ad una aumentata trasduzione del segnale ( signaling ) di TGF-β, preferibilmente TGF-β1, dovuto alla mancanza del prodotto emilina. Similarly, the reduced diameter of the descending aorta and of the mesenteric artery and the reduced thickness of the middle wall, are also to be attributed to an increased signaling of TGF-β, preferably TGF-β1, due to the lack of the emilin product.

Si osserva inoltre in cellule isolate da animali transgenici secondo l’invenzione, una ridotta capacità proliferativa, particolarmente in cellule muscolari lisce con genotipo Emilina -/- ( null per almeno una proteina EDEN) sia in assenza che in presenza di siero. Tali cellule isolate, preferibilmente muscolari lisce o fibroblasti, rappresentano un ulteriore oggetto dell'invenzione. Esse sono isolate dai tessuti secondo metodiche standard, ad esempio quelle descritte in Marigo V. et al. 1992, EurJ Celi Biol 57, 254-264 o in Hogan, B. et al., 1994, "Manipulating thè mouse embryo. A laboratory manual." Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.Negli organismi (animale o cellule isolate) secondo l’invenzione, in cui il livello di espressione delle proteine emilina-2 e/o emilina-3 e/o multimerina-1 e/o multimerina-2, è diminuito o assente, si riscontra una maggior attivazione della via del TGF-β, evidenziabile ad esempio attraverso una iper-fosforilazione di Smad-2 o una modulazione dell'espressione di geni bersaglio di TGF-β quali PAI-1 (Plasminogen Activator lnhibitor-1) o c-Myc (Figura 11). A reduced proliferative capacity is also observed in cells isolated from transgenic animals according to the invention, particularly in smooth muscle cells with the Emilin - / - genotype (null for at least one EDEN protein) both in the absence and in the presence of serum. Such isolated cells, preferably smooth muscle or fibroblasts, represent a further object of the invention. They are isolated from the tissues according to standard methods, for example those described in Marigo V. et al. 1992, EurJ Celi Biol 57, 254-264 or in Hogan, B. et al., 1994, "Manipulating the mouse embryo. A laboratory manual." Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. In organisms (animal or isolated cells) according to the invention, in which the expression level of the proteins emilin-2 and / or emilin-3 and / or multimerin-1 and / or multimerin-2, is decreased or absent, there is a greater activation of the TGF-β pathway, evidenced for example through a hyper-phosphorylation of Smad-2 or a modulation of the expression of TGF-β target genes such as PAI-1 (Plasminogen Activator lnhibitor-1) or c-Myc (Figure 11).

Sono ulteriore oggetto dell’invenzione vettori di targeting per il bersagliamento specifico dei loci genomici dei geni emilina-2, emilina-3, multimerina-1, o per multimerina-2. I vettori base sono noti neN’arte: le loro caratteristiche sono descritte ad esempio in Mansour, S.L, et al., 1988, Nature 336, 348-52. Particolarmente preferito è il vettore PHM2 descritto in Kaestner K.H. et al. (Kaestner, K. H. et al. , 1994, Gene 148, 67-70). I vettori base per il targeting devono accomodare una regione genomica di almeno 15 Kb, esprimere almeno un marcatore per la selezione positiva in eucarioti (ad es. il gene Neomicina (Neo)) e/o negativo (ad es., timidinokinasi di HSV, o igromicina o hprt, o tossina difterica) e devono essere inoltre replicabili e selezionabili in batteri. All'interno dei vettori secondo l’invenzione, (struttura nel sito di interesse mostrata in figura 6 e 7), sono clonati i frammenti genomici murini, preferibilmente di lunghezza inferiore a 15kb isolati mediante riconoscimento con sonde specifiche da librerie genomiche murine commercialmente disponibili. La sequenza di tali inserti è ottenibile per gli specifici geni murini da GenBank come GenelD 246707 (emilina2), GenelD 280635 (emilina3), GenelD 70945 (multimerinl) e GenelD 105450 (multimerin2). A further object of the invention is targeting vectors for the specific targeting of the genomic loci of the genes emilin-2, emilin-3, multimerin-1, or for multimerin-2. The basic vectors are known in the art: their characteristics are described for example in Mansour, S.L, et al., 1988, Nature 336, 348-52. Particularly preferred is the PHM2 vector described in Kaestner K.H. et al. (Kaestner, K. H. et al., 1994, Gene 148, 67-70). Base vectors for targeting must accommodate a genomic region of at least 15 Kb, express at least one marker for positive selection in eukaryotes (e.g. the Neomycin (Neo) gene) and / or negative (e.g., HSV thymidinokinase, or hygromycin or hprt, or diphtheria toxin) and must also be replicable and selectable in bacteria. Within the vectors according to the invention, (structure in the site of interest shown in Figures 6 and 7), murine genomic fragments are cloned, preferably less than 15kb in length isolated by recognition with specific probes from commercially available mouse genomic libraries. The sequence of such inserts is obtainable for specific murine genes from GenBank such as GenelD 246707 (emilin2), GenelD 280635 (emilin3), GenelD 70945 (multimerin1) and GenelD 105450 (multimerin2).

Vettori per il bersagliamento genico (targeting) particolarmente preferiti recano rispettivamente i frammenti di sequenza genomica corrispondenti alle posizioni: 4,858,075-4,850,225 (GenBank acc. n. NT_039658.4) per emilina-2 ed alle posizioni 7,617,848-7,636,761 (GenBank acc. n. NT_039606.4) per multimerina-2 in cui il frammento Hindlll-Narl di 684 bp per la prima ed il frammento Bglll di 2772 bp per la seconda, sono sostituiti con la cassetta PGKNeo, e che contengono preferibilmente il gene tk, sotto l'omologo promotore. Particularly preferred vectors for gene targeting carry respectively the fragments of genomic sequence corresponding to positions: 4,858,075-4,850,225 (GenBank acc. N.NT_039658.4) for emilin-2 and to positions 7,617,848-7,636,761 (GenBank acc. N. NT_039606.4) for multimerin-2 in which the Hindlll-Narl fragment of 684 bp for the first and the Bglll fragment of 2772 bp for the second, are replaced with the PGKNeo cassette, and which preferably contain the tk gene, under the homologous promoter.

Tali vettori sono utilizzati per la preparazione di animali transgenici secondo un procedimento che comprende preferibilmente la linearizzazione del vettore e l’elettroporazione in cellule embrionali staminali (ES) murine come descritto in Mansour et al. (citato); i cloni di ES con un evento integrativo singolo sono microiniettati in blastocisti ospiti di ceppo C57BL/6 (vedi ad es. Hogan, B. et al., 1994, "Manipulating thè mouse embryo. A laboratory manual." Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. P.) Topi maschi eterozigoti /- di generazione F1 sono incrociati per ottenere omozigoti Una analisi genomica su cellule ES, ad esempio effettuata mediante Southern Blot, su tessuto caudale e/o cellule isolate dagli animali, può confermare il corretto inserimento della cassetta e verificare l’effettiva interruzione del gene bersagliato. L’invenzione quindi si estende al procedimento per la preparazione degli animali transgenici descritti utilizzando i vettori dell’invenzione. These vectors are used for the preparation of transgenic animals according to a process that preferably includes the linearization of the vector and the electroporation in mouse embryonic stem (ES) cells as described in Mansour et al. (quoted); ES clones with a single integrative event are microinjected into host blastocysts of strain C57BL / 6 (see eg Hogan, B. et al., 1994, "Manipulating the mouse embryo. A laboratory manual." Cold Spring Harbor Laboratory Press , Cold Spring Harbor, N.Y. P.) Heterozygous / - male F1 generation mice are crossed to obtain homozygotes A genomic analysis on ES cells, e.g. by Southern Blot, on caudal tissue and / or cells isolated from animals, can confirm correct insertion of the cassette and verify the actual interruption of the target gene. The invention therefore extends to the process for the preparation of the transgenic animals described using the vectors of the invention.

Negli animali transgenici secondo l’invenzione in particolare nei distretti ricchi di SMC (cellule muscolari lisce) e/o di fibroblasti, si osserva una aumentata attivazione delle vie di trasduzione del segnale attivate dal TGF-β, (ad esempio un aumento di P-Smad2 e PAI-1 e una diminuzione di c-Myc), che possono costituire geni marcatori di una modulazione di attività attraverso il meccanismo biologico identificato dagli autori della presente invenzione. In transgenic animals according to the invention, in particular in the districts rich in SMC (smooth muscle cells) and / or fibroblasts, an increased activation of the signal transduction pathways activated by TGF-β is observed, (for example an increase in P- Smad2 and PAI-1 and a decrease in c-Myc), which can constitute marker genes of a modulation of activity through the biological mechanism identified by the authors of the present invention.

Organismi transgenici e cellule isolate derivate diventano quindi strumenti indispensabili per la selezione di molecole e/o farmaci attivi sul sistema (cardio)vascolare, di farmaci antiipertensivi, di farmaci con attività sul rimodellamento vascolare, sull'aterosclerosi, sugli aneurismi e sulle vasculopatie indotte da diabete, nonché per lo studio dell’eziopatogenesi dell'ipertensione, del rimodellamento vascolare, dell'aterosclerosi, di aneurismi e delle vasculopatie indotte da diabete. Transgenic organisms and isolated derived cells therefore become indispensable tools for the selection of molecules and / or drugs active on the (cardio) vascular system, of antihypertensive drugs, of drugs with activity on vascular remodeling, on atherosclerosis, on aneurysms and on vasculopathies induced by diabetes, as well as for the study of the etiopathogenesis of hypertension, vascular remodeling, atherosclerosis, aneurysms and diabetes-induced vasculopathies.

Secondo un aspetto preferito l’invenzione si estende all’uso di animali transgenici per emilina 1 (Zanetti, M. et al, 2004, Mol Celi Biol 24, 638-50), per gli scopi sopra ricordati. Tale uso risulta del tutto inaspettato in quanto conseguenza dell’osservazione del fenotipo iperteso negli animali transgenici. According to a preferred aspect, the invention extends to the use of transgenic animals for emilin 1 (Zanetti, M. et al, 2004, Mol Celi Biol 24, 638-50), for the purposes mentioned above. This use is completely unexpected as it is a consequence of the observation of the hypertensive phenotype in transgenic animals.

Le cellule derivate dagli animali transgenici con fenotipo iperteso, sono utilizzate, a seconda delle esigenze, in sistemi in vitro messi a punto dal tecnico del ramo: ad esempio un’attività biologica di modulazione della via di segnalazione del TGF-β, è evidenziabile mediante attivazione di geni reporter (ad es. luciferasi, b-gal, GFP) posti sotto il controllo di promotori sensibili all’attivazione/inattivazione da parte di TGF-β, preferibilmente TGF-β 1-3, o di geni controllati dai TGF-β, oppure mediante la rilevazione diretta di geni fisologicamente indotti, silenziati o modificati (ad es. fosforilati) dal TGF-β (ad es. P-Smad2, PAI-1 e c-Myc) . Cells derived from transgenic animals with hypertensive phenotype are used, according to requirements, in in vitro systems developed by the skilled in the art: for example, a biological modulation activity of the TGF-β signaling pathway can be highlighted by activation of reporter genes (e.g. luciferase, b-gal, GFP) placed under the control of promoters sensitive to activation / inactivation by TGF-β, preferably TGF-β 1-3, or genes controlled by TGF- β, or by direct detection of genes physologically induced, silenced or modified (eg phosphorylated) by TGF-β (eg P-Smad2, PAI-1 and c-Myc).

L’invenzione si estende quindi ad un metodo per la selezione di molecole bioattive, in particolare di molecole farmacologicamente attive nell'ipertensione, nel rimodellamento vascolare e/o ad un metodo per la messa a punto di saggi di selezione di antagonisti del TGF-β che comprende l’uso di cellule derivate dagli organismi geneticamente modificati secondo l’invenzione (o di cellule in cui il gene per la proteina EDEN viene inattivato). Le cellule carenti di almeno una proteina del gruppo EDEN sono, secondo una realizzazione preferita, trasfettate con costrutti in cui l'espressione di un gene reporter (quale ad esempio luciferasi, etc.) è sotto il controllo di un promotore sensibile all’attivazione/inattivazione da parte del TGF-β (CAGA12, p15) diretamente o indirettamente. The invention therefore extends to a method for the selection of bioactive molecules, in particular of pharmacologically active molecules in hypertension, in vascular remodeling and / or to a method for the development of TGF-β antagonist selection assays. which includes the use of cells derived from the genetically modified organisms according to the invention (or of cells in which the gene for the EDEN protein is inactivated). Cells deficient in at least one protein of the EDEN group are, according to a preferred embodiment, transfected with constructs in which the expression of a reporter gene (such as for example luciferase, etc.) is under the control of a promoter sensitive to activation / inactivation by TGF-β (CAGA12, p15) directly or indirectly.

Un ulteriore utilizzo degli animali trasgenici o null secondo l’invenzione è la costituzione di linee di animali transgenici, dove viene indota una ulteriore modificazione genetica. Tali animali hanno background genetico null per almeno una proteina della famiglia EDEN secondo quanto descrito nell’invenzione, e portano un ulteriore transgene, inserito secondo metodi noti in cellule embrionali staminali od ovociti fecondati isolati dagli animali transgenici secondo l’invenzione. Mediante, ma non esclusivamente, metodi naturali quali incrocio e selezione, sono generate linee di animali transgenici comprendenti sia la mutazione nuli descrita che una ulteriore modifica genetica. Una realizzazione specifica ed esemplificativa ma non limitante per il tecnico del ramo di tale utilizzo, è quella per cui topi con il transgene CAGA12/GFP (Neptune, E.R. et al., 2003, Nat Genet 33, 407-411) sono incrociati con topi mutanti per emilinal in modo da otenere topi con il transgene CAGA12/GFP in background genetico emilina1 /+ o emilina 1-/-. Il transgene CAGA12/GFP in cui il promotore, la sequenza CAGA ripetuta per 12 volte, lega complesso Smad2-3/Smad4, è effetore intracellulare del segnale ativato da TGF-β, ativando la trascrizione del gene marcatore GFP. In questo modello, evidenziando i livelli di espressione del gene marcatore rispeto ad un controllo in cui il transgene marcatore è in un background genetico normale, sono identificati organi o tessuti bersaglio del TGF-β, fisiologicamente o in seguito ad una patologia e possono essere registrati aumenti nell’espressione o disponibilità di TGF- β maturo nei topi con background genetico nuli. Nel caso specifico, un aumento dell’espressione del gene marcatore GFP nelle sezioni di aorta da topi con i due background genetici, colorate ad es. mediante immunoperossidasi con un anticorpo contro GFP, dimostrano che a livello delle sezioni colorate si registra un aumento della produzione di TGF- β nei topi con background genetico secondo l’invenzione rispetto a topi con background genetico normale.Cellule isolate degli animali doppi mutanti, ossia aventi background genetico null per almeno una delle proteine EDEN ed una ulteriore modifica genetica, ad esempio fìbroblasti adulti embrionali, o cellule staminali di tali animali, sono strumenti farmacologici indispensabili per la selezione di molecole bioattive utili nella preparazione di farmaci per la prevenzione e la terapia di malattie (cardio)vascolari, dell'ipertensione, dell'aterosclerosi, di aneurismi e di vasculopatie indotte da diabete o per il rimodellamento vascolare. A further use of transgenic or null animals according to the invention is the establishment of transgenic animal lines, where a further genetic modification is induced. These animals have a null genetic background for at least one protein of the EDEN family as described in the invention, and carry a further transgene, inserted according to known methods in embryonic stem cells or fertilized oocytes isolated from transgenic animals according to the invention. By, but not exclusively, natural methods such as crossing and selection, transgenic animal lines are generated comprising both the described null mutation and a further genetic modification. A specific and exemplary but not limiting realization for the person skilled in the art of this use, is that for which mice with the transgene CAGA12 / GFP (Neptune, E.R. et al., 2003, Nat Genet 33, 407-411) are crossed with mice mutants for emilinal in order to obtain mice with the transgene CAGA12 / GFP in the genetic background emilin1 / + or emilin 1 - / -. The CAGA12 / GFP transgene in which the promoter, the CAGA sequence repeated for 12 times, binds the Smad2-3 / Smad4 complex, is an intracellular effector of the signal activated by TGF-β, activating the transcription of the GFP marker gene. In this model, by highlighting the expression levels of the marker gene with respect to a control in which the marker transgene is in a normal genetic background, target organs or tissues of TGF-β are identified, physiologically or following a pathology and can be recorded increases in the expression or availability of mature TGF- β in mice with null genetic background. In this specific case, an increase in the expression of the GFP marker gene in the sections of the aorta from mice with the two genetic backgrounds, stained eg. by immunoperoxidase with an antibody against GFP, show that at the level of the stained sections there is an increase in the production of TGF-β in mice with a genetic background according to the invention compared to mice with a normal genetic background. having a null genetic background for at least one of the EDEN proteins and a further genetic modification, for example adult embryonic phybroblasts, or stem cells of such animals, are indispensable pharmacological tools for the selection of bioactive molecules useful in the preparation of drugs for prevention and therapy of (cardio) vascular diseases, hypertension, atherosclerosis, aneurysms and vasculopathies induced by diabetes or for vascular remodeling.

Secondo questo aspetto le cellule, derivate da topi transgenici portatori di un costrutto sensibile all'attività del TGF-β, come p15-lux o CAGA12-lux in un background genetico per emilinal di tipo wild type o null sono usate secondo metodi noti al tecnico del ramo per saggiare l'attività di farmaci antagonisti del TGF-β comparando l'attività di luciferasi prodotta dalle cellule trattate e non trattate con le molecole o collezioni di molecole e/o composti ( libraries ) di cui si vuole saggiare l'attività biologica, comparando la risposta di cellule con genotipo wild type o mutante. In questo caso l'effetto di un farmaco viene rivelato da una diminuzione dell'attività del gene marcatore, ad es. luciferasi o GFP. According to this aspect, the cells, derived from transgenic mice carrying a construct sensitive to the activity of TGF-β, such as p15-lux or CAGA12-lux in a genetic background for wild type or null emilinal, are used according to methods known to the technician. of the branch to test the activity of TGF-β antagonist drugs by comparing the activity of luciferase produced by treated and untreated cells with the molecules or collections of molecules and / or compounds (libraries) whose biological activity is to be tested , comparing the response of cells with wild type or mutant genotype. In this case the effect of a drug is revealed by a decrease in the activity of the marker gene, e.g. luciferase or GFP.

Conseguentemente all'identificazione del fenotipo e dei meccanismi inibiti dalla mancanza di proteine della famiglia EDEN negli animali transgenici dell'invenzione, l’invenzione si estende inoltre a metodi di selezione di molecole o farmaci bioattivi in cui un animale geneticamente modificato secondo l’invenzione (recante almeno un allele del gene codificante per emilina-1, emilina-2, emilina-3, multimerina-1 e multimerina-2 in forma inattivato o interrotta, o deleta totalmente e/o parzialmente, grazie ad un evento naturale o a targeting specifico della sequenza genomica che riduce o annulla l’espressione della proteina corrispondente), e fenotipicamente iperteso, viene trattato con tali molecole o collezioni di molecole o farmaci ed in cui il ripristino a valori normali (significativamente non diversi dal wild type) di uno dei seguenti indici: pressione arteriosa, diametro dei vasi, resistenza vascolare periferica, rappresenta un’indicazione di attività farmacologica di interesse terapeutico del composto o delle librerie di composti saggiate. As a consequence of the identification of the phenotype and of the mechanisms inhibited by the lack of proteins of the EDEN family in the transgenic animals of the invention, the invention also extends to methods of selection of molecules or bioactive drugs in which a genetically modified animal according to the invention ( bearing at least one allele of the gene coding for emilin-1, emilin-2, emilin-3, multimerin-1 and multimerin-2 in an inactivated or interrupted form, or totally and / or partially deleted, thanks to a natural event or specific targeting of the genomic sequence that reduces or cancels the expression of the corresponding protein), and phenotypically hypertensive, is treated with such molecules or collections of molecules or drugs and in which the restoration to normal values (significantly not different from the wild type) of one of the following indices : arterial pressure, vessel diameter, peripheral vascular resistance, represents an indication of pharmacological activity of tera analysis of the compound or libraries of compounds tested.

Inoltre l’invenzione si estende a saggi in vitro per la diagnosi di una predisposizione genetica allo sviluppo di ipertensione e/o di una base genetica all’ipertensione o ad una alterata resistenza vascolare periferica che comprende la determinazione di almeno uno dei seguenti parametri: sequenza nucleotidica o livello di espressione di almeno una proteina del gruppo EDEN, preferibilmente di: emilina-1, emilina-2, emilina-3, multimerina-1 e multimerina-2 ed in cui una alterazione rispetto al wild type di uno o dell’altro parametro è indice di una alterazione dei meccanismi di regolazione della pressione arteriosa o di una predisposizione genetica alla sviluppo di malattie (cardio)vascolari o dell'ipertensione, di un anomalo rimodellamento vascolare, dell'aterosclerosi, di aneurismi e di vasculopatie indotte da diabete. Tale determinazione genetica è preferibilmente operata su campioni di acidi nucleici isolati da mammiferi, tra cui l’uomo. Furthermore, the invention extends to in vitro assays for the diagnosis of a genetic predisposition to the development of hypertension and / or a genetic basis to hypertension or to an altered peripheral vascular resistance which includes the determination of at least one of the following parameters: sequence nucleotide or expression level of at least one protein of the EDEN group, preferably of: emilin-1, emilin-2, emilin-3, multimerin-1 and multimerin-2 and in which an alteration with respect to the wild type of one or the other This parameter indicates an alteration in the mechanisms of blood pressure regulation or a genetic predisposition to the development of (cardio) vascular diseases or hypertension, abnormal vascular remodeling, atherosclerosis, aneurysms and diabetes-induced vasculopathies. This genetic determination is preferably performed on samples of nucleic acids isolated from mammals, including humans.

Secondo un aspetto preferito ed in accordo con le osservazioni sperimentali, l’alterazione indotta è inversamente correlata all’espressione della proteina dotata di dominio EMI, quindi ad una diminuita espressione di tali proteine corrisponde l’induzione di quell’insieme di alterazioni che portano ad un fenotipo iperteso o che predispongono ad alterazioni cardiovascolari. According to a preferred aspect and in accordance with the experimental observations, the induced alteration is inversely correlated to the expression of the protein with the EMI domain, therefore a decreased expression of these proteins corresponds to the induction of that set of alterations that lead to a hypertensive phenotype or predisposing to cardiovascular alterations.

PARTE SPERIMENTALE EXPERIMENTAL PART

Esempio 1. Preparazione di animali transgenici knock-out per emilina-2 e multimerina-2. Example 1. Preparation of knock-out transgenic animals for emilin-2 and multimerin-2.

I geni emilina-2 e multimerin2 furono ottenuti da cloni di fago λΕΜΒί3 derivati da una libreria genomica di topo del ceppo 129/SvJ (Stratagene), mediante selezione con i rispettivi cDNA. Il clone contenente l’emilina-2 è un clone di 7.5 kb. The emilin-2 and multimerin2 genes were obtained from phage clones λΕΜΒί3 derived from a mouse genomic library of strain 129 / SvJ (Stratagene), by selection with the respective cDNAs. The clone containing emilin-2 is a 7.5 kb clone.

Gli inserti genomici, contenenti regioni contigue esoniche-introniche, furono sottoclonati nel vettore pHM2 per il gene-targeting (Kaestner, K. H. et al. , 1994, Gene 148, 67-70) in cui venne inserito anche il gene tk (timidino-kinasi) per la selezione negativa. Per il gene emilina-2, una regione di 684 bp Hindlll-Narl, comprendente il secondo esone e parte del primo e terzo introne, venne sostituita con la cassetta pgk-neo del vettore pHM2 in orientamento forward (vedi figura 5). Nel vettore finale la regione di omologia per il gene è di 3 Kb a destra e 4 Kb a sinistra. Per il gene multimerin2, una regione di 2772 bp, comprendente parte della regione 5’-flanking, il primo esone e parte del primo introne, venne deleta e rimpiazzata con la cassetta pgk-neo del vettore pHM2 in orientamento reverse (vedi figura 6). The genomic inserts, containing contiguous exonic-intronic regions, were subcloned in the pHM2 vector for gene-targeting (Kaestner, K. H. et al., 1994, Gene 148, 67-70) in which the tk (thymidino-kinase) gene was also inserted ) for negative selection. For the emilin-2 gene, a 684 bp Hindlll-Narl region, comprising the second exon and part of the first and third introns, was replaced with the pgk-neo cassette of the pHM2 vector in the forward orientation (see Figure 5). In the final vector, the homology region for the gene is 3 Kb to the right and 4 Kb to the left. For the multimerin2 gene, a region of 2772 bp, comprising part of the 5'-flanking region, the first exon and part of the first intron, was deleted and replaced with the pgk-neo cassette of the pHM2 vector in reverse orientation (see figure 6) .

I vettori vennero linearizzati ed utilizzati per l’elettroporazione di cellule embrionali staminali (ES) murine (Nagy, A. et al., 1993, Proc NatlAcad Sci U S A 90, 8424-8), selezionate e cresciute secondo metodiche standard come descritto in: Hogan, B. et al., 1994, "Manipulating thè mouse embryo. A laboratory manual." Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. I cloni di cellule ES con un evento integrativo singolo furono microiniettate in blastocisti ospiti di ceppo C57BL/6. Topi maschi eterozigoti<+/->di generazione F1 furono incrociati per ottenere omozigoti<-/->. Fibroblasti primari furono anche isolati e messi in coltura. L’analisi genomica fu effettuata mediante Southern blot su cellule ES e su tessuto caudale e cellule isolate dai topi, confermando il corretto inserimento della cassetta nei geni che risultavano quindi interrotti. The vectors were linearized and used for the electroporation of mouse embryonic stem (ES) cells (Nagy, A. et al., 1993, Proc NatlAcad Sci U S A 90, 8424-8), selected and grown according to standard methods as described in: Hogan, B. et al., 1994, "Manipulating the mouse embryo. A laboratory manual." Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. ES cell clones with a single integrative event were microinjected into host blastocysts of strain C57BL / 6. Heterozygous male mice <+/-> of F1 generation were crossed to obtain homozygous <- / ->. Primary fibroblasts were also isolated and cultured. Genomic analysis was carried out by Southern blot on ES cells and on caudal tissue and cells isolated from mice, confirming the correct insertion of the cassette in the genes that were therefore interrupted.

Per il gene emilina-2 furono ottenuti 7 topi chimerici derivati da un clone di cellule ES con un corretto evento di gene targeting. Tali topi furono incrociati con topi C57BL/6 per ottenere topi eterozigoti ed omozigoti per la mutazione. For the emilin-2 gene, 7 chimeric mice derived from an ES cell clone with a correct gene targeting event were obtained. These mice were crossed with C57BL / 6 mice to obtain heterozygous and homozygous mice for the mutation.

Il locus genomico della emilina-2 dopo ricombinazione omologa con il vettore knock-out mancava dell’esone 2, codificante per il peptide segnale e per i primi 15 aminoacidi della proteina matura. The genomic locus of emilin-2 after homologous recombination with the knock-out vector lacked exon 2, coding for the signal peptide and for the first 15 amino acids of the mature protein.

Per il gene multimerina-2 furono ottenuti 23 diversi topi chimerici derivati da 4 cloni indipendenti di cellule ES con un corretto evento di gene targeting. For the multimerin-2 gene, 23 different chimeric mice derived from 4 independent ES cell clones with a correct gene targeting event were obtained.

Il locus genomico della multimerina-2 dopo ricombinazione omologa con il vettore knock-out mancava dell’esone 1, codificante per il peptide segnale ed i primi 32 aminoacidi della proteina matura. The genomic locus of multimerin-2 after homologous recombination with the knock-out vector lacked exon 1, coding for the signal peptide and the first 32 amino acids of the mature protein.

Esempio 2. Caratterizzazione fenotipica di topi transgenici carenti di emilinal (emilina 1 -/-). Example 2. Phenotypic characterization of emilinal (emilin 1 - / -) deficient transgenic mice.

La proteina emilina-1 è fortemente espressa nel sistema cardiovascolare, come mostra la figura 1A, nella quale la distribuzione della proteina in un'aorta di un topo normale adulto è stata visualizzata mediante la tecnica della immunofluorescenza seguendo il metodo precedentemente descritto (Zanetti et al. 2004: già citato). Di conseguenza, il sistema cardiovascolare di animali mutanti è stato studiato con vari metodi. The protein emilin-1 is strongly expressed in the cardiovascular system, as shown in Figure 1A, in which the distribution of the protein in an aorta of a normal adult mouse was visualized by the immunofluorescence technique following the method previously described (Zanetti et al . 2004: already mentioned). Consequently, the cardiovascular system of mutant animals was studied by various methods.

Un parametro importante è la pressione arteriosa sistemica, che è stata misurata mediante il metodo telemetrico (descritto in Vecchione et al 2002, Circulation 105, 1700-7). I risultati mostrano che i livelli pressori di topi emilina-1 -/- sono significativamente aumentati (figura 1B). An important parameter is systemic blood pressure, which was measured by the telemetry method (described in Vecchione et al 2002, Circulation 105, 1700-7). The results show that blood pressure levels of emilin-1 - / - mice significantly increased (Figure 1B).

Nei topi emilina-1 -/- è stata misurata la gittata cardiaca e la resistenza periferica. Il metodo usato è quello descritto in Brancaccio, M. et al., 2003, Nat Med 9, 68-75, che si basa sull'uso di un catetere tetrapolare per misure di pressione/volume (prodotto Millar 1.4 F, SPR 671, Millar Instruments, Ine., USA), che viene inserito nel ventricolo sinistro attraverso l'arteria carotide comune di destra; la resistenza periferica totale viene calcolata dividendo la pressione arteriosa media, misurata nello stesso momento attraverso un catetere introdotto nella arteria femorale, per la gettata cardiaca. Come mostrato in figura 1 C, mentre la gettata cardiaca era simile nei topi mutanti e in quelli wild type, la resistenza periferica totale risultava notevolmente ridotta, in modo statisticamente significativo. Contemporaneamente, è stata valutata anche la proprietà elastica dei vasi. Per questo, parti di arteria venivano montate in un miografo a pressione su un microscopio rovesciato connesso ad un sistema di fotocamera-computer che permette la rilevazione continua dei diametri vascolari interni ed esterni. La pressione interna veniva aumentata da 20 fino a 200 mmHg con piccoli incrementi e l'estensibilità calcolata usando la formula: estensibilità a pressione definita (p) = [(diametro a p 25 mmHg -diametro a p - 25 mmHg) / (diametro a p - 25 mmHg)] x 100 (Li, D. Y. Et al., 1998, J din Invest 102, 1783-7). Il grafico pressione-diametro di figura 1D, registrato per la carotide comune, indica che l'estensibilità del vaso è simile per topi mutanti e di controllo, dato che le due curve risultano praticamente parallele. Cardiac output and peripheral resistance were measured in emilin-1 - / - mice. The method used is that described in Brancaccio, M. et al., 2003, Nat Med 9, 68-75, which is based on the use of a four-pole catheter for pressure / volume measurements (Millar 1.4 F product, SPR 671, Millar Instruments, Ine., USA), which is inserted into the left ventricle via the right common carotid artery; total peripheral resistance is calculated by dividing the mean arterial pressure, measured at the same time through a catheter introduced into the femoral artery, by the cardiac output. As shown in Figure 1C, while cardiac output was similar in mutant and wild type mice, total peripheral resistance was significantly reduced, statistically significantly. At the same time, the elastic property of the vessels was also evaluated. For this, parts of the artery were mounted in a pressure myograph on an inverted microscope connected to a camera-computer system that allows the continuous detection of internal and external vascular diameters. Internal pressure was increased from 20 to 200 mmHg in small increments and the extensibility calculated using the formula: defined pressure extensibility (p) = [(diameter at p 25 mmHg -diameter at p - 25 mmHg) / (diameter at p - 25 mmHg)] x 100 (Li, D. Y. Et al., 1998, J din Invest 102, 1783-7). The pressure-diameter graph of Figure 1D, recorded for the common carotid, indicates that the extensibility of the vessel is similar for mutant and control mice, since the two curves are practically parallel.

La conclusione degli esperimenti sopra descritti è che la causa dell'ipertensione riscontrata nei topi mutanti per emilina è da attribuire ad una alterata resistenza periferica. The conclusion of the experiments described above is that the cause of the hypertension found in the emilin mutant mice is due to an altered peripheral resistance.

La morfologia dei grossi vasi in vivo fu studiata mediante ecocadiografia e angiografia. Il metodo usato per la prima è quello descritto da De Acetis et al. (De Acetis, M. et al., 2005, drc Res 96, 1087-94), mentre per l'angiografia i topi furono anestetizzati, il mezzo di contrasto lohexol iniettato nel ventricolo sinistro, mentre le immagini venivano acquisite mediante un angiografo digitale (OEC 9800, General Electric) e da un sistema di cattura delle immagini. I dati ottenuti dimostrano una riduzione del diametro dell'aorta (figura 9) e di tutto il sistema vascolare (figura 1E e F) nei topi emilina 1 -/-. E' stato inoltre dimostrato che, a livelli di pressione fisiologici, le arterie di topi -/-, seppur di minor calibro, mostrano una risposta elastica normale (figura 1D). The morphology of the great vessels in vivo was studied by echocadiography and angiography. The method used for the first is that described by De Acetis et al. (De Acetis, M. et al., 2005, drc Res 96, 1087-94), while for angiography the mice were anesthetized, the contrast agent lohexol injected into the left ventricle, while the images were acquired by means of a digital angiograph (OEC 9800, General Electric) and an image capture system. The data obtained show a reduction in the diameter of the aorta (figure 9) and of the whole vascular system (figure 1E and F) in emilin 1 - / - mice. It has also been shown that, at physiological pressure levels, the arteries of - / - mice, albeit of smaller caliber, show a normal elastic response (Figure 1D).

Successivamente è stato valutato il rimodellamento dei piccoli vasi (vasi di resistenza) indotto dalla carenza di emilina-1 secondo metodi descritti (Vecchione et al, 2002, già citato). I risultati sono mostrati in figura 1F e mostrano che anche i piccoli vasi (arteriola mesenterica nella figura) di topi emilinal-/- hanno un calibro ridotto. Subsequently, the remodeling of the small vessels (resistance vessels) induced by the deficiency of emilin-1 was evaluated according to the methods described (Vecchione et al, 2002, already mentioned). The results are shown in Figure 1F and show that the small vessels (mesenteric arteriole in the figure) of emilinal - / - mice also have a reduced caliber.

Considerati globalmente, i risultati fin qui descritti suggeriscono che la causa principale del'aumento della pressione nei topi carenti di emilina è l'aumento delle resistenze periferiche conseguente alla riduzione del diametro dei vasi di resistenza. Taken as a whole, the results described so far suggest that the main cause of the increase in blood pressure in mice deficient in emilin is the increase in peripheral resistance resulting from the reduction in the diameter of the resistance vessels.

Esempio 3. Caratterizzazione delle alterazioni indotte dall’espressione di mRNA codificante per emilina in embrioni di Xenopus. Example 3. Characterization of the alterations induced by the expression of mRNA coding for emilin in Xenopus embryos.

L'EMI-domain di emilina-1 (e anche delle altre emiline) è una regione della molecola ricca di cisteine, caratteristica che lo accomuna a vari tipi di domains di proteine secrete di cui è stata dimostrata la capacità di modulare l'attività di vie di trasduzione del segnale. Per verificare se l'ΕΜΙ-domain abbia un ruolo regolatorio di vie di segnale è stato usato il sistema degli embrioni di Xenopus. In questa procedura mRNA trascritti e capped in vitro (Piccolo, S. et al., 1996, Celi 86, 589-98) vengono microiniettati in embrioni di 2-4 cellule. Se la proteina da essi espressa ha una attività biologica correlata a qualche via di trasduzione del segnale, essa può alterare il processo di sviluppo dell'embrione. Inoltre, l'espressione di geni bersaglio della via di segnalazione è alterata e può essere rivelata mediante ibridazione in situ sull'intero embrione (Sive, H. L. et al., 2000, "Early development of Xenopus laevis. A laboratory manual." Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York) o RT-PCR (Ausubel, F. M. et al., 1993, "Current protocols in molecular biology." John Wiley & Sons, Ine., New York, N.Y.) sulle cosiddette animai caps. Queste ultime costituiscono la porzione detta animale dell'embrione precoce, che viene escissa subito dopo la microiniezione e mantenuta in vitro fino allo stadio corrispondente a blastula o gastrula (Sive, 2000). The hemi-domain of emilin-1 (and also of the other emilins) is a region of the molecule rich in cysteines, a characteristic that unites it to various types of secreted protein domains whose ability to modulate the activity of signal transduction pathways. The Xenopus embryo system was used to verify whether-domain plays a regulatory role in signaling pathways. In this procedure, mRNAs transcribed and capped in vitro (Piccolo, S. et al., 1996, Cell 86, 589-98) are microinjected into embryos of 2-4 cells. If the protein they express has a biological activity related to some signal transduction pathway, it can alter the development process of the embryo. Furthermore, the expression of target genes of the signaling pathway is altered and can be detected by in situ hybridization on the whole embryo (Sive, H. L. et al., 2000, "Early development of Xenopus laevis. A laboratory manual." Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York) or RT-PCR (Ausubel, F. M. et al., 1993, "Current protocols in molecular biology." John Wiley & Sons, Ine., New York, N.Y.) on so-called animai caps . The latter constitute the so-called animal portion of the early embryo, which is excised immediately after microinjection and maintained in vitro until the stage corresponding to blastula or gastrula (Sive, 2000).

La microiniezione di mRNA codificante per emilina-1 (figura 2B) inibisce la formazione di tessuti mesodermici, come indicato dalla perdita della ibridazione per MyoD , un marcatore di tessuto muscolare (figura 2A). Questa attività biologica dell'emilina-1 è da attribuirsi all'EMI-domain, poiché la microiniezione di mRNA per questa sola regione sortisce lo stesso effetto (figura 2C), mentre la rimanente parte della molecola non ha nessuna conseguenza sullo sviluppo (figura 2D). Concordemente, la somministrazione di mRNA per il fattore Xnr-1 (un componente della famiglia dei TGF-β) induce la formazione di mesoderma negli animai caps, come indicato dalla presenza dei marcatori Mixer, Eomesodermin e Brachyury, mentre emilina-1 (o il suo EMI-domain), ma non la molecola in cui l'ΕΜΙ-domain è stato deleto, bloccano l'effetto di Xnr-1 (si vedano le figure 2E e 2F). Microinjection of mRNA encoding emilin-1 (Figure 2B) inhibits the formation of mesodermal tissues, as indicated by the loss of hybridization for MyoD, a muscle tissue marker (Figure 2A). This biological activity of emilin-1 is attributable to the EMI-domain, since the microinjection of mRNA for this region alone has the same effect (figure 2C), while the remaining part of the molecule has no consequence on development (figure 2D ). Accordingly, the administration of mRNA for factor Xnr-1 (a member of the TGF-β family) induces the formation of mesoderm in the animal caps, as indicated by the presence of the markers Mixer, Eomesodermin and Brachyury, while emilin-1 (or the its EMI-domain), but not the molecule in which the-domain was deleted, block the effect of Xnr-1 (see Figures 2E and 2F).

Ulteriori esperimenti indicarono che: Further experiments indicated that:

1) l'emilina-1 agisce ad uno stadio che precede il legame dei TGF-β al loro recettore. Infatti, l'effetto di mRNA codificanti per una forma costitutivamente attiva del recettore (tipo I, caAlk5) non viene modificato dalla contemporanea microiniezione di mRNA per emilina-1 (figura 2G); 2) L'emilina-1 non interferisce con il signaling di tutti i membri della famiglia dei TGF-β; ad es., gli effetti dei fattori della sottofamiglia dei BMP non vengono modificati dell'emilina-1 (figura 2H); 1) emilin-1 acts at a stage that precedes the binding of TGF-β to their receptor. In fact, the effect of mRNA coding for a constitutively active form of the receptor (type I, caAlk5) is not modified by the simultaneous microinjection of mRNA for emilin-1 (figure 2G); 2) Emilin-1 does not interfere with the signaling of all members of the TGF-β family; eg, the effects of the factors of the BMP subfamily are not modified by emilin-1 (Figure 2H);

3) L'inibizione del signaling da parte dell’emilina-1 non interessa altri fattori di crescita quali ad es. FGF e Wnt (figura 21 e 2L). 3) The inhibition of signaling by emilin-1 does not affect other growth factors such as eg. FGF and Wnt (Figure 21 and 2L).

Esempio 4. Recupero (Rescue) del fenotipo iperteso mediante incrocio con altri topi transgenici. Example 4. Recovery (Rescue) of the hypertensive phenotype by crossing with other transgenic mice.

Come previsto dall'ipotesi suggerita dagli esperimenti descritti negli esempi 2 e 3 cioè che l'emilina-1 inibisca la trasduzione del segnale (signaling) di alcuni fattori della famiglia dei TGF-β, nei tessuti di topi deficienti di emilina-1 si dimostra un aumento dell'attività di TGF- β. Questo è documentato nella figura 3 con due diversi metodi. Nel primo, aorte di topi di controllo (figura 3A) e emilinal-/- (figura 3B) sono state colorate mediante immunoperossidasi con anticorpi contro Smad2 fosforilato (P-Smad2) utilizzando il kit Vectastain ABC (Vector) e la procedura ivi indicata. Smad2 è un componente intracellulare della via di trasduzione di TGF- β che viene fosforilato quando il TGF- β si lega al suo recettore. I risultati mostrano un significativo aumento del numero di nuclei positivi per Smad2 fosforilato nei topi mutanti. Nel secondo metodo, topi con il transgene CAGA12/GFP (un costrutto, descritto in Neptune, E.R. et al., 2003, Nat Genet 33, 407-411 il cui promotore, la sequenza CAGA ripetuta per 12 volte, lega complesso Smad2-3/Smad4, effettore intracellulare del segnale attivato da TGF-β, attivando la trascrizione del gene marcatore GFP) sono stati incrociati con topi mutanti per emilina 1 in modo da ottenere topi con il transgene CAGA12/GFP in background emilina 1 /+ o emilina 1-/-. Aorte da topi con i due genotipi furono colorate mediante immunoperossidasi con un anticorpo contro GFP. I risultati mostrano un aumento dell'espressione di GFP nei topi deficienti di emilina-1 (confrontare figura 3C e 3D). As foreseen by the hypothesis suggested by the experiments described in Examples 2 and 3, that is, that emilin-1 inhibits the signaling of some factors of the TGF-β family, in the tissues of mice deficient in emilin-1 it is shown an increase in TGF-β activity. This is documented in Figure 3 with two different methods. In the first, aortas of control mice (Figure 3A) and emilinal - / - (Figure 3B) were stained by immunoperoxidase with antibodies against phosphorylated Smad2 (P-Smad2) using the Vectastain ABC kit (Vector) and the procedure indicated therein. Smad2 is an intracellular component of the TGF- β transduction pathway that is phosphorylated when TGF- β binds to its receptor. The results show a significant increase in the number of Smad2-positive phosphorylated nuclei in the mutant mice. In the second method, mice with the CAGA12 / GFP transgene (a construct, described in Neptune, E.R. et al., 2003, Nat Genet 33, 407-411 whose promoter, the CAGA sequence repeated 12 times, binds the Smad2-3 complex / Smad4, intracellular effector of the signal activated by TGF-β, activating the transcription of the marker gene GFP) were crossed with mice mutants for emilin 1 in order to obtain mice with the transgene CAGA12 / GFP in the background emilin 1 / + or emilin 1 - / -. Aortas from mice with the two genotypes were stained by immunoperoxidase with an antibody against GFP. The results show an increase in GFP expression in emilin-1 deficient mice (compare Figure 3C and 3D).

Per verificare se l'aumentato signaling di TGF- β riscontrato nei topi mutanti per emilina-1 sia implicato come causa delle alterazioni fenotipiche che essi manifestano (ipertensione arteriosa e diminuzione del diametro delle arterie), sono stati condotti esperimenti di epistasi riguardanti emilina-1 e TGF- βΙ. Tali esperimenti permettono di verificare se esiste una interazione tra geni nella determinazione di un certo carattere fenotipico; nel caso i due geni agiscano sulla stessa via, il fenotipo determinato dalla mutazione di uno di essi verrà modificato da mutazioni dell'altro gene; viceversa nel caso contrario. Pertanto, topi doppi eterozigoti (emilinal /-; TGF-βΙ /-) sono stati incrociati tra di loro per ottenere i seguenti genotipi: emilina1+/+; TGF β1+/+, emilinal-/-; TGF-βΙ 1+/+, emilinal /+; TGF-βΙ+/- e emilinal-/-; TGF-βΙ+/-. Come riportato nella figura 3E, l'aumento pressorio indotto dalla carenza di emilina-1 (genotipo emilinal-/-; TGF-βΙ+/+) scompare quando il dosaggio di TGF-βΙ viene ridotto dalla inattivazione di un allele (genotipo emilina 1-/-; TGF-β 1+/-): ciò indica che TGF- β1 è implicato nella determinazione del fenotipo iperteso in topi deficienti di emilina-1. Similmente, le figure 3G e 3F dimostrano che il ridotto diametro dell'aorta ascendente, misurato mediante ecocardiografia, e il ridotto spessore della media dello stesso vaso (indicato da una riduzione della MCSA, media cross-sectional area), sono anch'essi da attribuire ad un aumentato signaling di TGF- β1. To verify whether the increased TGF-β signaling found in mice mutants for emilin-1 is implicated as a cause of the phenotypic alterations that they manifest (arterial hypertension and decrease in the diameter of the arteries), epistasis experiments concerning emilin-1 were carried out. and TGF- βΙ. These experiments allow to verify if there is an interaction between genes in the determination of a certain phenotypic character; if the two genes act on the same path, the phenotype determined by the mutation of one of them will be modified by mutations of the other gene; vice versa in the opposite case. Therefore, double heterozygous mice (emilinal / -; TGF-βΙ / -) were crossed with each other to obtain the following genotypes: emilin1 + / +; TGF β1 + / +, emilinal - / -; TGF-βΙ 1 + / +, emilinal / +; TGF-βΙ +/- and emilinal - / -; TGF-βΙ +/-. As shown in Figure 3E, the blood pressure increase induced by emilin-1 deficiency (genotype emilinal - / -; TGF-βΙ + / +) disappears when the dosage of TGF-βΙ is reduced by the inactivation of an allele (genotype emilin 1 - / -; TGF-β 1 +/-): this indicates that TGF- β1 is involved in the determination of the hypertensive phenotype in mice deficient in emilin-1. Similarly, Figures 3G and 3F demonstrate that the reduced diameter of the ascending aorta, as measured by echocardiography, and the reduced thickness of the same vessel mean (indicated by a reduction in MCSA, mean cross-sectional area), are also from attributed to increased TGF-β1 signaling.

Consistente con un ruolo di TGF-β nella determinazione del fenotipo di emilina 1 -/- è anche l'osservazione riportata in figura 3H, in cui è paragonata la capacità proliferativa di cellule muscolari lisce di aorta coltivate in vitro e derivate da topi emilinal /+ ed emilina 1 -/-. Le cellule sono state isolate dai tessuti come descritto in Marigo, V. et al., 1992, Eur J Cell Biol 57, 254-64) e coltivate in vitro in DMEM (Dulbecco modified Eagle's medium) in presenza di 20% FCS (fetal calf serum). Per l'esperimento le cellule sono state piastrate ad una densità di 700 cellule/pozzetto di micropiastre da 96 pozzetti e coltivate per 12 ore in DMEM+20%FCS affinchè aderissero alla plastica. Successivamente sono state coltivate per 24 in DMEM senza FCS per inibirne la crescita e quindi in DMEM supplementato con 5 μg/ml di insulina e 100 ng/ml PDGF-BB. A tempi differenti (12-36 ore), i campioni sono stati sottoposti a test di crescita cellulare con il kit Cell Titer 96 Aqueous One solution (Promega) secondo le indicazioni del produttore. La proliferazione delle cellule muscolari lisce derivanti da animali con differente genotipo è stata comparata assegnando il valore 1 a cellule coltivate contemporaneamente senza siero. I risultati mostrano che le cellule emilina 1 -/- crescono più lentamente di quelle emilina 1 /+. Consistent with a role of TGF-β in the determination of the phenotype of emilin 1 - / - is also the observation reported in figure 3H, in which the proliferative capacity of smooth muscle cells of aorta cultured in vitro and derived from emilinal mice is compared / + and emilina 1 - / -. Cells were isolated from tissues as described in Marigo, V. et al., 1992, Eur J Cell Biol 57, 254-64) and cultured in vitro in DMEM (Dulbecco modified Eagle's medium) in the presence of 20% FCS (fetal calf serum). For the experiment the cells were plated at a density of 700 cells / well of 96-well microplates and cultured for 12 hours in DMEM + 20% FCS to adhere to the plastic. They were then grown for 24 in DMEM without FCS to inhibit growth and then in DMEM supplemented with 5 μg / ml of insulin and 100 ng / ml PDGF-BB. At different times (12-36 hours), the samples were subjected to cell growth tests with the Cell Titer 96 Aqueous One solution (Promega) kit according to the manufacturer's instructions. The proliferation of smooth muscle cells from animals with different genotypes was compared by assigning a value of 1 to cells cultured simultaneously without serum. The results show that hemilin 1 - / - cells grow slower than hemilin 1 / + cells.

Esempio 5. Caratterizzazione dell'effetto dell'alimento di segnalazione di TGF- β in topi emilina 1 -/- sul sistema vascolare. Example 5. Characterization of TGF- β signaling food effect in emilin 1 - / - mice on the vascular system.

La deficienza di emilina-1 ha un duplice effetto sui vasi sanguigni. Da un lato l'aumentato signaling del TGF- β causa inibizione della proliferazione cellulare e riduzione del diametro e dello spessore della media delle arterie e arteriole con conseguente aumento delle resistenze periferiche e ipertensione. Dall'altro, esso modifica la risposta delle cellule muscolari lisce delle arterie a stimoli contrattili. Questo è dimostrato nella figura 12. In essa, l'aorta di topi emilinal /+ e emilinal-/- è stata montata in un miografo e la contrazione delle cellule muscolari lisce stimolata con KCI 80 mM come descritto (Lembo G. et al., 2000, Diabetes, 49:293-297): la contrazione delle aorte deficienti di emilina-1 è minore di quella ottenuta con aorte di controllo. Deficiency of emilin-1 has a dual effect on blood vessels. On the one hand, the increased signaling of TGF-β causes inhibition of cell proliferation and reduction of the diameter and thickness of the media of the arteries and arterioles with a consequent increase in peripheral resistance and hypertension. On the other hand, it modifies the response of the smooth muscle cells of the arteries to contractile stimuli. This is demonstrated in Figure 12. In it, the aorta of emilinal / + and emilinal - / - mice was fitted into a myograph and the contraction of smooth muscle cells stimulated with 80 mM KCI as described (Lembo G. et al. , 2000, Diabetes, 49: 293-297): the contraction of emilin-1 deficient aortas is less than that obtained with control aortas.

Esempio 6. Caratterizzazione del fenotipo di topi con inattivazione genica mirata o spontanea di emilina-2, multimerina-1 e multimerina-2. Example 6. Characterization of the phenotype of mice with targeted or spontaneous gene inactivation of emilin-2, multimerin-1 and multimerin-2.

Una caratterizzazione dell'apparato cardiovascolare simile a quella descritta per emilina-1 è stata effettuata anche sui topi carenti di ciascuna delle altre emiline. In questo studio sono stati utilizzati i topi knockout per emilina-2 ( emilina 2-/-) e multimerina2 (multimerina 2 -/-). Topi del ceppo C57BI/60laHsd, (Harland, Indiana-USA), che presentano in omozigosi una delezione spontanea di 365 Kb tra le posizioni 60.976 e 61.431 Mb del cromosoma 6, comprendente i sei esoni del gene Snca e gli otto esoni del gene multimerinal (Spechi, C. G., and Schoepfer, R., 2004, Genomics 83, 1176-8), essendo privi di tutta la porzione trascritta del gene multimerina-1, rappresentano perciò un knock-out naturale completo di multimerina-1. La caratterizzazione dei topi mutanti ha dimostrato l'aumento della pressione arteriosa nei topi nuli per emilina2 -/- e multimerin2 -/- (figura 7) e nei topi C57BI/60laHsd (figura 8). Inoltre, negli stessi topi mutanti è stata riscontrata anche la riduzione del diametro deN'aorta (figura 9). A characterization of the cardiovascular system similar to that described for emilin-1 was also performed on mice deficient in each of the other emilins. Emilin-2 (emilin 2 - / -) and multimerin2 (multimerin 2 - / -) knockout mice were used in this study. Mice of the C57BI / 60laHsd strain, (Harland, Indiana-USA), showing in homozygosity a spontaneous deletion of 365 Kb between positions 60.976 and 61.431 Mb of chromosome 6, comprising the six exons of the Snca gene and the eight exons of the multimerinal gene (Spechi, C. G., and Schoepfer, R., 2004, Genomics 83, 1176-8), lacking all the transcribed portion of the multimerin-1 gene, therefore represent a complete natural knock-out of multimerin-1. Characterization of mutant mice demonstrated increased blood pressure in emilin2 - / - and multimerin2 - / - null mice (Figure 7) and in C57BI / 60laHsd mice (Figure 8). Furthermore, a reduction in the diameter of the aorta was also found in the same mutant mice (Figure 9).

Esempio 7. Effetto di Emilinal sull'attività di TGF- β3. Example 7. Effect of Emilinal on TGF- β3 activity.

Per verificare che l’attività di emilina si estendesse ad altri membri della famiglia dei TGF- β, embrioni di Xenopus a due cellule furono microiniettati in corrispondenza del polo animale con mRNA di TGF- β3 (300 pg) da solo o in combinazione con 1 ng di mRNA di Emilinal, come descritto nell’esempio 3. To verify that emilin activity extended to other members of the TGF-β family, two-cell Xenopus embryos were microinjected at the animal pole with TGF-β3 mRNA (300 pg) alone or in combination with 1 ng of Emilinal mRNA, as described in Example 3.

Come è mostrato in figura 10, la sovraespressione di TGF- β 3 nelle cellule ectodermiche induce la formazione di cellule a bottiglia (A) e, a stadi più tardivi di sviluppo, di strutture tronco/coda secondarie (C). Questi effetti sono inibiti da Emilinal (B e D). Questi esperimenti dimostrano che Emilinal antagonizza gli effetti biologici anche del TGF- β 3. As shown in Figure 10, overexpression of TGF-β 3 in ectodermal cells induces the formation of bottle cells (A) and, at later stages of development, secondary trunk / tail structures (C). These effects are inhibited by Emilinal (B and D). These experiments show that Emilinal antagonizes the biological effects of TGF-β 3 as well.

Esempio 8. Espressione di geni bersaglio di TGF- β in tessuti di topi carenti di Emilinal e di controllo. Example 8. Expression of TGF-β target genes in tissues of Emilinal and control deficient mice.

Per verificare che la carenza di emilina avesse lo stesso effetto di regolazione sui geni controllati dal TGF- β anche in vivo nei tessuti di topi k.o., furono preparati estratti da aorte di topi normali e deficienti di Emilinal analizzati mediante western blotting con anticorpi specifici anti-PAI-1 e c-Myc. Come controllo che la quantità di estratto fosse la stessa per i diversi campioni fu eseguito sugli stessi campioni un western-blot con un anticorpo anti b-actina. To verify that emilin deficiency had the same regulating effect on TGF-β-controlled genes also in vivo in the tissues of k.o. mice, extracts from aortas of normal and Emilinal-deficient mice were prepared and analyzed by western blotting with specific anti- PAI-1 and c-Myc. As a check that the amount of extract was the same for the different samples, a western-blot with an anti-b-actin antibody was performed on the same samples.

Come è mostrato in Figura 11 nelle aorte di topi knock out l'assenza di Emilinal induce un aumento di PAI-1 (A) ed una diminuzione di c-Myc (B), dove PAI-1 e c-Myc sono geni noti per essere rispettivamente indotti e inibiti da TGF- β (Siegei, P.M., and Massague, J., 2003, Nat Rev Cancer 3, 807-21). Pertanto l’esperimento di figura 11 dimostra che l'espressione di geni bersaglio di TGF- β viene modificata nei tessuti di topi deficienti di Emilinal per un aumento dell'attività di questo fattore di crescita. As shown in Figure 11 in the aortas of knock out mice, the absence of Emilinal induces an increase in PAI-1 (A) and a decrease in c-Myc (B), where PAI-1 and c-Myc are genes known to be induced and inhibited by TGF- β, respectively (Siegei, P.M., and Massague, J., 2003, Nat Rev Cancer 3, 807-21). Therefore, the experiment in Figure 11 demonstrates that the expression of TGF-β target genes is modified in the tissues of Emilinal-deficient mice due to an increase in the activity of this growth factor.

Claims (44)

RIVENDICAZIONI 1. Animale transgenico non umano dove almeno un allele di un gene codificante per una proteina della famiglia EDEN selezionata nel gruppo consistente di: emilina-2, emilina-3, multimerina-1 e multimerina-2 è inattivato, interrotto, deleto totalmente e/o parzialmente rispetto alla sequenza wild type e caratterizzato dal fatto di essere fenotipicamente iperteso. CLAIMS 1. Non-human transgenic animal where at least one allele of a gene encoding a protein of the EDEN family selected in the group consisting of: emilin-2, emilin-3, multimerin-1 and multimerin-2 is inactivated, interrupted, totally deleted and / or partially with respect to the wild type sequence and characterized by the fact of being phenotypically hypertensive. 2. Animale transgenico secondo la rivendicazione 1 dove tale animale è un mammifero. 2. Transgenic animal according to claim 1 wherein such animal is a mammal. 3. Animale transgenico secondo la rivendicazione 2 dove tale mammifero è un roditore. 3. A transgenic animal according to claim 2 wherein such mammal is a rodent. 4. Animale transgenico secondo la rivendicazione 3 dove tale roditore è un topo. 4. Transgenic animal according to claim 3 wherein such rodent is a mouse. 5. Animale transgenico secondo le rivendicazioni 1-4 in cui l’allele codifica per l’emilina -2. 5. Transgenic animal according to claims 1-4 in which the allele encodes emilin -2. 6. Animale transgenico secondo le rivendicazioni 1-4 in cui l’allele codifica per la multimerina-1. 6. Transgenic animal according to claims 1-4 in which the allele encodes the multimerin-1. 7. Animale transgenico secondo le rivendicazioni 1-4 in cui l’allele codifica per la multimerina-2. 7. Transgenic animal according to claims 1-4 in which the allele encodes the multimerin-2. 8. Cellula isolata da un animale transgenico secondo le rivendicazioni 1-7 8. Cell isolated from a transgenic animal according to claims 1-7 9. Cellula isolata secondo la rivendicazione 8 comprendente un ulteriore transgene e/o ulteriormente trasformate geneticamente in vitro. An isolated cell according to claim 8 comprising a further transgene and / or further genetically transformed in vitro. 10. Animale secondo le rivendicazioni 1-7 o cellula secondo le rivendicazioni 8-9 in cui il livello di espressione delle proteine emilina-2 e/o emilina-3 e/o multimerina-1 e/o multimerina-2, è diminuito o assente. 10. Animal according to claims 1-7 or cell according to claims 8-9 in which the expression level of the proteins emilin-2 and / or emilin-3 and / or multimerin-1 and / or multimerin-2 is decreased or absent. 11. Vettore per il bersagliamento specifico dei geni per emilina-2, per multimerina-1, o per multimerina-2, comprendenti almeno un frammento di 100 nucleotidi di sequenza genomica del corrispondente gene. 11. Vector for the specific targeting of genes for emilin-2, for multimerin-1, or for multimerin-2, comprising at least one fragment of 100 nucleotides of the genomic sequence of the corresponding gene. 12. Vettore secondo la rivendicazione 10 dove tale frammento di sequenza genomica del gene per emilina-2, per multimerina-1, o per multimerina-2 è interrotto da una cassetta per la selezione positiva in eucarioti. Vector according to claim 10 wherein said genomic sequence fragment of the gene for emilin-2, for multimerin-1, or for multimerin-2 is interrupted by a cassette for positive selection in eukaryotes. 13. Vettore secondo la rivendicazione 12 dove tale cassetta è pgk-Neo per l’espressione del gene per la resistenza alla neomicina. 13. Vector according to claim 12 where this cassette is pgk-Neo for the expression of the gene for resistance to neomycin. 14. Vettore secondo le rivendicazioni 12-13 dove tale frammento ha sequenza nucleotidica come depositata in GenBank rispettivamente come GenelD 246707 (emilin2), GenelD 280635 (emilin3), GenelD 70945 (multimerinl) e GenelD 105450 (multimerin2). Vector according to claims 12-13 where such fragment has nucleotide sequence as deposited in GenBank as GenelD 246707 (emilin2), GenelD 280635 (emilin3), GenelD 70945 (multimerin1) and GenelD 105450 (multimerin2) respectively. 15. Vettore secondo la rivendicazione 14 dove tale frammento corrisponde alle posizioni nucleotidiche 4,858,075-4,850,225 per emilina-2, alle posizioni 7,617,848-7,636,761 per multimerina-2, secondo la numerazione delle sequenze murine note in GenBank con n° di accesso NT_039658.4 e NT_039606.4, rispettivamente. 15. Vector according to claim 14 where such fragment corresponds to the nucleotide positions 4,858,075-4,850,225 for emilin-2, to positions 7,617,848-7,636,761 for multimerin-2, according to the numbering of the mouse sequences known in GenBank with access number NT_039658.4 and NT_039606.4, respectively. 16. Procedimento per la preparazione di un animale transgenico fenotipicamente iperteso secondo le rivendicazioni 1-7 e 10 che comprende l'inattivazione di un gene o di una regione genomica codificante per una proteina della famiglia EDEN e selezionata nel gruppo consistente di: emilina-2, emilina-3 multimerina-1 e multimerina-2. 16. Process for the preparation of a phenotypically hypertensive transgenic animal according to claims 1-7 and 10 which comprises the inactivation of a gene or a genomic region coding for a protein of the EDEN family and selected from the group consisting of: emilin-2 , emilin-3 multimer-1 and multimerin-2. 17. Procedimento secondo la rivendicazione 16 in cui tale inattivazione è effettuata mediante introduzione di un vettore per il bersagliamento genico secondo le rivendicazioni 11-15 in una cellula embrionale staminale non umana o in un oocita fecondato non umano. A method according to claim 16 wherein such inactivation is carried out by introducing a vector for gene targeting according to claims 11-15 into a non-human embryonic stem cell or a non-human fertilized oocyte. 18. Procedimento secondo le rivendicazioni 16-17 in cui tale cellula embrionale staminale o tale oocita sono di origine murina. 18. Process according to claims 16-17 wherein said embryonic stem cell or said oocyte are of mouse origin. 19. Uso di un animale non umano in cui un gene o una regione genomica codificante per una proteina del gruppo EDEN è naturalmente o artificialmente inattivato o deleto e dove tale inattivazione e/o delezione comporta una diminuita o assente espressione della proteina corrispondente, ed avente un fenotipo iperteso, per la selezione di farmaci antipertensivi, e/o attivi sul sistema (cardio)vascolare, nel rimodellamento vascolare, nell'aterosclerosi, negli aneurismi e nelle vasculopatie indotte da diabete. 19. Use of a non-human animal in which a gene or a genomic region coding for a protein of the EDEN group is naturally or artificially inactivated or deleted and where such inactivation and / or deletion results in a decreased or absent expression of the corresponding protein, and having a hypertensive phenotype, for the selection of antihypertensive drugs, and / or active on the (cardio) vascular system, in vascular remodeling, in atherosclerosis, in aneurysms and in diabetes-induced vasculopathies. 20. Uso secondo la rivendicazione 19 dove tale inattivazione riguarda un gene o una regione genomica selezionata tra i geni codificanti per emilina-1, emilina-2, emilina-3, multimerina-1 o multimerina-2. Use according to claim 19 wherein said inactivation relates to a gene or a genomic region selected from the genes coding for emilin-1, emilin-2, emilin-3, multimerin-1 or multimerin-2. 21. Uso secondo la rivendicazione 20 dove tale gene o regione genomica è emilina-1 (GenBank GenelD 100952). 21. Use according to claim 20 wherein such gene or genomic region is emilin-1 (GenBank GenelD 100952). 22. Uso secondo la rivendicazione 19-21 dove tale gene o regione genomica è inattivato nel primo esone mediante interruzione con una cassetta dì espressione LacZpgk-neo. Use according to claim 19-21 wherein such gene or genomic region is inactivated in the first exon by interruption with a LacZpgk-neo expression cassette. 23. Uso secondo la rivendicazione 19 dove tale animale non umano è l’animale transgenico secondo ciascuna delle rivendicazioni 1-7 e 10. 23. Use according to claim 19 where such non-human animal is the transgenic animal according to each of claims 1-7 and 10. 24. Uso secondo la rivendicazione 23 dove l’animale è k.o. per emilina-2 secondo la rivendicazione 5. 24. Use according to claim 23 where the animal is k.o. for emilin-2 according to claim 5. 25. Uso secondo la rivendicazione 23 dove l’animale è k.o. per multimerina-1 secondo la rivendicazione 6. 25. Use according to claim 23 where the animal is k.o. for multimer-1 according to claim 6. 26. Uso secondo la rivendicazione 23 dove l’animale è k.o. per multimerina-2 secondo la rivendicazione 7. 26. Use according to claim 23 where the animal is k.o. for multimer-2 according to claim 7. 27. Uso secondo la rivendicazione 19 dove l’animale porta una delezione spontanea del cromosoma 6 nella regione genomica comprendente il gene codificante per multimerina-1 per la selezione di molecole o farmaci antiipertensivi, per la selezione di molecole o farmaci attivi sul sistema cardiovascolare e/o nel rimodellamento vascolare e/o nell'aterosclerosi e/o negli aneurismi e/o nelle vasculopatie indotte da diabete e/o per lo studio dei meccanismi di eziogenesi dell’ipertensione, dell’eziogenesi di malattie cardiovascolari dell’eziogenesi di malattie aterosclerotiche, dell’eziogenesi di aneurismi, dell’eziogenesi di vasculopatie indotte da diabete. 27. Use according to claim 19 where the animal carries a spontaneous deletion of chromosome 6 in the genomic region comprising the gene coding for multimerin-1 for the selection of antihypertensive molecules or drugs, for the selection of molecules or drugs active on the cardiovascular system and / or in vascular remodeling and / or in atherosclerosis and / or in aneurysms and / or in vasculopathies induced by diabetes and / or for the study of the mechanisms of aetiogenesis of hypertension, aetiogenesis of cardiovascular diseases, aetiogenesis of atherosclerotic diseases , the etiogenesis of aneurysms, the etiogenesis of diabetes-induced vasculopathies. 28. Uso secondo la rivendicazione 27 dove tale animale è un topo. Use according to claim 27 where such animal is a mouse. 29. Uso di una cellula secondo le rivendicazioni 8-9 per la selezione di molecole o farmaci antiipertensivi, per la selezione di molecole o farmaci attivi sul sistema cardiovascolare e/o nel rimodellamento vascolare e/o nell'aterosclerosi e/o negli aneurismi e/o nelle vasculopatie indotte da diabete e/o per lo studio dei meccanismi di eziogenesi dell’ipertensione, dell’eziogenesi di malattie cardiovascolari dell’eziogenesi di malattie aterosclerotiche, dell’eziogenesi di aneurismi, dell’eziogenesi di vasculopatie indotte da diabete. 29. Use of a cell according to claims 8-9 for the selection of antihypertensive molecules or drugs, for the selection of molecules or drugs active on the cardiovascular system and / or in vascular remodeling and / or in atherosclerosis and / or aneurysms and / or in diabetes-induced vasculopathies and / or for the study of the mechanisms of aetiogenesis of hypertension, the etiogenesis of cardiovascular diseases, the etiogenesis of atherosclerotic diseases, the etiogenesis of aneurysms, the etiogenesis of diabetes-induced vasculopathies. 30. Uso di una cellula secondo la rivendicazioni 29 per la selezione di molecole antagoniste del TGF-β. 30. Use of a cell according to claim 29 for the selection of TGF-β antagonist molecules. 31. Uso di una cellula secondo la rivendicazione 29 per la selezione di molecole agoniste di emilina. 31. Use of a cell according to claim 29 for the selection of emilin agonist molecules. 32. Uso di una cellula secondo la rivendicazione 29 per la selezione di molecole inibitrici dell’attività enzimatica furin-convertasi per il processamento e/o l’attivazione di prò TGF-β a TGF-β maturo. 32. Use of a cell according to claim 29 for the selection of inhibitory molecules of the furin-convertase enzymatic activity for the processing and / or activation of pro TGF-β to mature TGF-β. 33. Uso di un animale transgenico secondo ciascuna delle rivendicazioni 1-7 e 10, per la preparazione di animali transgenici comprendenti una ulteriore modifica genetica diversa da quella riguardante uno dei seguenti geni o regioni genomiche codificanti per: emilina-1, emilina-2, emilina-3, multimerina-1, multimerina-2, Emid-1, Emid-2 (n° di deposito in GenBank rispettivamente: GenelD 100952 ( emilinal ) GenelD 246707 (emilina2), GenelD 280635 ( emilina3 ), GenelD 70945 (multimerinal) e GenelD 105450 (multimerina2)). 33. Use of a transgenic animal according to each of claims 1-7 and 10, for the preparation of transgenic animals comprising a further genetic modification other than that concerning one of the following genes or genomic regions coding for: emilin-1, emilin-2, emilin-3, multimerin-1, multimerin-2, Emid-1, Emid-2 (filing n ° in GenBank respectively: GenelD 100952 (emilinal) GenelD 246707 (emilina2), GenelD 280635 (emilina3), GenelD 70945 (multimerinal) and GenelD 105450 (multimer2)). 34. Uso secondo la rivendicazione 33 dove tale modifica genetica consiste nell’introduzione di un transgene comprendente un gene marcatore. 34. Use according to claim 33 where such genetic modification consists in the introduction of a transgene comprising a marker gene. 35. Uso secondo la rivendicazione 34 dove tale gene marcatore codifica per una proteina fluorescente. Use according to claim 34 wherein such marker gene encodes a fluorescent protein. 36. Procedimento per la preparazione di animali transgenici comprendenti una modifica genetica ulteriore e diversa da quella riguardante uno dei seguenti geni o regioni genomiche codificanti per: emilina-1, emilina-2, emilina-3, multimerina-1, multimerina-2, Emid-1, Emid-2 aventi n° di deposito in genBank rispettivamente GenelD 100952 ( emilinal ) GenelD 246707 (emilina2), GenelD 280635 ( emilina3 ), GenelD 70945 {multimerinal) e GenelD 105450 ( multimerina2 ), NM_080595 e NM_024474, dove tale modificazione genetica è effettuata mediante introduzione di un vettore per il bersagliamento genico in una cellula embrionale staminale o in un ovocita fecondato isolati da un animale transgenico non umano secondo le rivendicazioni 1-7 e 10. 36. Process for the preparation of transgenic animals comprising a further genetic modification different from that concerning one of the following genes or genomic regions coding for: emilin-1, emilin-2, emilin-3, multimerin-1, multimerin-2, Emid -1, Emid-2 having a deposit number in genBank respectively GenelD 100952 (emilinal) GenelD 246707 (emilina2), GenelD 280635 (emilina3), GenelD 70945 {multimerinal) and GenelD 105450 (multimerinal2), NM_080595 and NM_024474, where this modification Genetics is carried out by introducing a vector for gene targeting into an embryonic stem cell or fertilized oocyte isolated from a non-human transgenic animal according to claims 1-7 and 10. 37. Procedimento secondo la rivendicazione 36 in cui tale cellula embrionale staminale o tale oocita è di origine murina. 37. A process according to claim 36 wherein said embryonic stem cell or oocyte is of mouse origin. 38. Procedimento secondo le rivendicazioni 36-37 in cui tale vettore per il bersagliamento genico comprende una sequenza codificante per una proteina marcatore o reporter. 38. Process according to claims 36-37 wherein said vector for gene targeting comprises a coding sequence for a marker or reporter protein. 39. Metodo per la selezione di farmaci antiipertensivi e/o attivi sul sistema cardiovascolare, caratterizzato dal fatto di utilizzare un animale geneticamente modificato recante almeno un allele del gene codificante per emilina-1, emilina-2, emilina-3, multimerina-1 e multimerina-2 in forma inattivato o interrotta, o deleta totalmente e/o parzialmente e fenotipicamente iperteso, in cui il ripristino a valori normali (significativamente non diversi dal wild type ) di uno dei seguenti indici: pressione arteriosa e/o diametro dei vasi e/o resistenza vascolare periferica, rappresenta un’indicazione di attività farmacologica di interesse terapeutico. 39. Method for the selection of antihypertensive drugs and / or active on the cardiovascular system, characterized by the fact of using a genetically modified animal bearing at least one allele of the gene coding for emilin-1, emilin-2, emilin-3, multimerin-1 and multimerin-2 in inactivated or interrupted form, or totally and / or partially deleted and phenotypically hypertensive, in which the restoration to normal values (significantly not different from the wild type) of one of the following indices: arterial pressure and / or diameter of the vessels and / or peripheral vascular resistance, represents an indication of pharmacological activity of therapeutic interest. 40. Metodo secondo la rivendicazione 39 dove l’animale geneticamente modificato è l’animale secondo le rivendicazioni 1-7 e 10. 40. Method according to claim 39 where the genetically modified animal is the animal according to claims 1-7 and 10. 41. Metodo per la selezione di farmaci o di molecole antiipertensivi e/o di farmaci o di molecole attivi sul sistema cardiovascolare e/o nel rimodellamento vascolare, nell'aterosclerosi, negli aneurismi, nelle vasculopatie indotte da diabete e per lo studio dei meccanismi di eziogenesi dell'ipertensione, dell’eziogenesi di malattie cardiovascolari dell’eziogenesi di malattie aterosclerotiche, dell’eziogenesi di aneurismi, dell’eziogenesi di vasculopatie indotte da diabete, caratterizzato dal fatto di utilizzare una cellula secondo le rivendicazioni 8-9. 41. Method for the selection of drugs or antihypertensive molecules and / or drugs or molecules active on the cardiovascular system and / or in vascular remodeling, in atherosclerosis, in aneurysms, in vasculopathies induced by diabetes and for the study of the mechanisms of the etiogenesis of hypertension, the etiogenesis of cardiovascular diseases, the etiogenesis of atherosclerotic diseases, the etiogenesis of aneurysms, the etiogenesis of vasculopathies induced by diabetes, characterized by using a cell according to claims 8-9. 42. Saggio in vitro per la diagnosi di una predisposizione genetica allo sviluppo di ipertensione e/o della componente genetica all'ipertensione in un mammifero che comprende la determinazione in vitro della sequenza nucleotidica o del livello di espressione di almeno una proteina selezionata nel gruppo consistente di: emilina-1, emilina-2, emilina-3, multimerina-1 e multimerina-2 ed in cui una alterazione rispetto al wild type di uno o dell’altro parametro è indice di una alterazione dei meccanismi di regolazione della pressione arteriosa o è indice di una predisposizione genetica alla sviluppo di malattie cardiovascolari o dell'ipertensione, di malattie aterosclerotiche, di aneurismi, di vasculopatie indotte da diabete. 42. In vitro assay for the diagnosis of a genetic predisposition to the development of hypertension and / or the genetic component to hypertension in a mammal which includes the in vitro determination of the nucleotide sequence or expression level of at least one selected protein from the group consisting of: emilin-1, emilin-2, emilin-3, multimerin-1 and multimerin-2 and in which an alteration with respect to the wild type of one or the other parameter is indicative of an alteration of the blood pressure regulation mechanisms or it indicates a genetic predisposition to the development of cardiovascular diseases or hypertension, atherosclerotic diseases, aneurysms, diabetes-induced vasculopathies. 43. Saggio secondo la rivendicazione 42 dove tale mammifero è l’uomo. 43. Assay according to claim 42 where this mammal is man. 44. Kit per la determinazione di una predisposizione genetica allo sviluppo di ipertensione e/o per l’identificazione della componente genetica all’ipertensione in un mammifero che comprende la determinazione in vitro della sequenza nucleotidica o del livello di espressione di almeno una proteina selezionata nel gruppo consistente di: emilina-1, emilina2, emilina-3, multimerina 1 e multimerina 2, dove tale kit comprende opportuni inneschi oligonucleotidici o anticorpi specifici.44. Kit for the determination of a genetic predisposition to the development of hypertension and / or for the identification of the genetic component to hypertension in a mammal which includes the in vitro determination of the nucleotide sequence or the expression level of at least one protein selected in the group consisting of: emilin-1, emilin2, emilin-3, multimerin 1 and multimerin 2, where this kit includes suitable oligonucleotide primers or specific antibodies.
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