Génération d'un modèle de rat de l'échec aigu de foie en combinant 70% hepatectomy partiel et acétaminophène
Summary
Le modèle animal aigu d’échec de foie développé dans l’étude actuelle présente une alternative faisable pour l’étude des thérapies potentielles. Le modèle actuel utilise l’effet combiné des lésions hépatiques physiques et induites par la drogue et offre une fenêtre de temps appropriée pour étudier le potentiel des nouvelles thérapies.
Abstract
L’insuffisance hépatique aigue (ALF) est une condition clinique provoquée par diverses étiologies ayant pour résultat la perte des fonctions métaboliques, biochimiques, de synthèse, et de détoxification du foie. Dans la plupart des cas irréversibles de dommages de foie, la greffe orthotropique de foie (OLT) demeure le seul traitement disponible. Pour étudier le potentiel thérapeutique d’un traitement pour ALF, ses essais préalables dans un modèle animal d’ALF est essentiel. Dans la présente étude, un modèle ALF chez les rats a été développé en combinant 70% d’hépatectomie partielle (PHx) et des injections d’acétaminophène (APAP) qui fournit une fenêtre thérapeutique de 48 h. Les lobes latéraux médians et gauches du foie ont été enlevés pour exciser 70% de la masse de foie et APAP a été donné 24 h postsurgically pendant 2 jours. La survie chez les animaux induits par l’ALF s’est avérée sévèrement diminuée. Le développement d’ALF a été confirmé par des niveaux altérés de sérum des enzymes alanine amino transferase (ALT), le transferase d’aminé d’aspartate (AST), la phosphatase alcaline (ALP); changements dans le temps de prothrombine (PT); et l’évaluation du ratio international normalisé (INR). L’étude du profil d’expression de gène par qPCR a indiqué une augmentation des niveaux d’expression des gènes impliqués dans l’apoptosis, l’inflammation, et dans la progression des dommages de foie. La dégénérescence diffuse des hépatocytes et l’infiltration des cellules immunitaires ont été observées par évaluation histologique. La réversibilité d’ALF a été confirmée par la restauration des niveaux de survie et de sérum de l’ALT, de l’AST, et de l’ALP après la transplantation intrasplégique des hépatocytes sains syngéniques de rat. Ce modèle présente une alternative fiable aux modèles animaux ALF disponibles pour étudier la physiopathologie de l’ALF ainsi que pour évaluer le potentiel d’une nouvelle thérapie pour ALF. L’utilisation de deux approches différentes permet également d’étudier l’effet combiné des lésions hépatiques physiques et médicamenteuses. La reproductibilité et la faisabilité de la procédure actuelle est un avantage supplémentaire du modèle.
Introduction
L’insuffisance hépatique aigue (ALF) est définie par l’association américaine pour l’étude des maladies de foie comme développement rapide des dommages aigus de foie sans n’importe quel signe antérieur des dommages et est caractérisée par l’affaiblissement grave des fonctions synthétiques, métaboliques, et détoxifiantes du foie1. ALF diffère de l’insuffisance hépatique chronique où l’échec se produit à la suite de lésions hépatiques causées sur une longue période de temps et d’insuffisance hépatique chronique aigue (ACLF), où des lésions hépatiques brusques a lieu à la suite de maladies chroniques du foie2,3,4. Le seul remède disponible pour ALF est la greffe orthotopic de foie (OLT), ou la mort peut se produire. En raison de la pénurie de donneurs de foie, le taux de mortalité chez les patients souffrant d’ALF est très élevé.
Pour étudier le potentiel des approches thérapeutiques alternatives et pour mieux comprendre la physiopathologie de l’ALF, des modèles animaux qui peuvent refléter l’ALF se produisant chez les êtres humains sont nécessaires. Bon nombre des modèles animaux ALF déjà disponibles présentent plusieurs lacunes. Les effets de l’acétaminophène (APAP) sont difficiles à reproduire mais présentent les similitudes les plus étroites en termes de paramètres temporels, cliniques, biochimiques et pathologiques. Les modèles animaux induits par l’APAP rencontrent fréquemment des problèmes dus à la présence de la méthémoglobinémie causée par l’oxydation de l’hémoglobine par l’APAP et ses intermédiaires5,6,7. Un autre problème est le manque de reproductibilité reflété par les réponses imprévisibles de dose et l’heure du décès. Les modèles animaux ALF produits à l’aide de chlorure de tétra de carbone (CCl4) ont une mauvaise reproductibilité8,9,10,11. Concavalin A (Con A) et lipoplysaccharide (LPS)-induit aLF modèles animaux ne reflètent pas le modèle clinique de la maladie humaine, mais ils ont des avantages dans l’étude des mécanismes cellulaires impliqués dans les maladies hépatiques auto-immunes et dans l’étude de la septicémie respectivement12,13,14,15. De même, le thioacetamide (TAA) nécessite également une biotransformation à un métabolite actif de sulfoxide de thioacétamide et montre la variation des espèces16,17,18,19. D-galactosamine (D-Gal) produit des changements biochimiques, métaboliques et physiologiques similaires à ALF, mais n’est pas en mesure de refléter l’ensemble de l’état pathologique ALF20,21,22,23. Il ya eu très peu de tentatives de combiner deux ou plusieurs de ces méthodes pour développer un modèle ALF qui est capable de refléter le syndrome d’ALF d’une meilleure manière13. Par conséquent, d’autres études sont nécessaires pour développer un modèle qui peut refléter les paramètres de la maladie, a une meilleure reproductibilité, et fournit assez de temps pour étudier les effets d’une intervention thérapeutique.
Dans la présente étude, un modèle alternatif d’ALF chez les rats a été créé en combinant les effets de l’hépatectomie partielle (PHx) et des doses plus faibles d’un réactif hépatotoxique. L’APAP a un rôle bien établi dans la cause des lésions hépatiques5,24,25. Il est un analgésique largement utilisé et est toxique pour le foie à des doses suprathérapeutiques en formant des métabolites toxiques. L’APAP est la cause de nombreux décès dans les pays développés. Les dommages physiques provoqués par l’hepatectomy partiel amorce l’activation de divers processus impliqués dans l’inflammation aussi bien que la régénération de foie. L’injection de l’agent hépatotoxique APAP provoque un environnement hostile dans le foie, empêchant la prolifération des hépatocytes. Cela réduit la période de stress sur l’animal, qui, lorsqu’il est combiné avec de plus petites doses d’hépatotoxine, conduit à une meilleure reproductibilité de la procédure. Par conséquent, à l’aide de ce modèle, un effet combinatoire de deux types de lésions hépatiques a été étudié. Pour caractériser le modèle animal Développé d’ALF, des paramètres physiologiques et biochimiques ont été étudiés. La réversibilité réussie d’ALF a été confirmée par la transplantation des hépatocytes sains syngéniques de rat.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le développement d’un modèle animal approprié pour ALF est primordial pour une meilleure compréhension de la pathogénie et de la progression de l’ALF. Un modèle animal ALF bien caractérisé offre également l’occasion de développer et d’essai de nouvelles approches thérapeutiques contre ALF. De nombreuses tentatives ont été faites pour développer un modèle cliniquement pertinent de ALF6,12,21,<sup class="…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par la subvention de base reçue du Département de la biotechnologie, gouvernement de l’Inde au National Institute of Immunology, New Delhi.
Materials
| Acetaminophen (Biocetamol) | EG Pharmaceuticals | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Alkaline Phosphatase Kit (DEA) | Coral Clinical System, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Automated analyser | Tulip, Alto Santracruz, India | Screen Maaster 3000 | Biochemical analyser for liver functional test |
| Betadine (Povidon-Iodine Solution) | Win-Medicare; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Biological safety cabinet (Class I) | Kartos international; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Bright Field Microscope | Olympus, Japan | LX51 | |
| Cefotaxime (Taxim®) | AlKem; India | cefotaxime sodium injection, No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Cell Strainer | Sigma; US | CLS431752 | |
| Collagenase Type I | Gibco by Life Technologies | 17100-017 | |
| Cotton Buds | Pure Swabs Pvt Ltd; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Drape Sheet | JSD Surgicals, Delhi, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| DPX Mountant | Sigma; US | 6522 | |
| Eosin Y solution, alcoholic | Sigma; US | HT110132 | |
| Forceps | Major Surgicals; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Gas Anesthesia System | Ugo Basile; Italy | 211000 | |
| Glucose | Himedia, India | GRM077 | |
| Hair removing cream (Veet®) | Reckitt Benckiser, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Hematoxylin Solution, Mayer's | Sigma; US | MHS16 | |
| Heparin sodium salt | Himedia; India | RM554 | |
| Hyaluronidase From Sheep Testes | Sigma; US | H6254 | |
| I.V. Cannula (Plusflon) | Mediplus, India | Ref 1732411420 | |
| Insulin Syringes | BD; US | REF 303060 | |
| Isoflurane (Forane®) | Asecia Queenborough | No B506 | Inhalation Anaesthetic |
| Ketamine (Ketamax®) | Troikaa Pharmaceuticals Ltd. | Ketamine hydrochloride IP, No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Meloxicam (Melonex®) | Intas Pharmaceuticals Ltd; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Micro needle holders straight & curved |
Mercian; England | BS-13-8 | |
| Micro needle holders straight & curved |
Mercian; England | BS-13-8 | |
| Microtome | Histo-Line Laboratories, Italy | MRS3500 | |
| Nylon Thread | Mighty; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Paraformaldehyde | Himedia; India | GRM 3660 | |
| Percoll® | GE Healthcare | 17-0891-01 | |
| Refresh Tears/Eyemist Gel | Allergan India Private Limited/Sun Pharma, India | P3060 | No specific Catalog Number |
| RPMI | Himedia; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Scalpel | Major Surgicals; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Scissors | Major Surgicals; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| SGOT (ASAT) KIT | Coral Clinical System, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| SGPT (ALAT) KIT | Coral Clinical System, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Shandon Cryotome E Cryostat | Thermo Electron Corporation; US | No specific Catalog Number | |
| Sucrose | Sigma; US | S0389 | |
| Surgical Blade No. 22 | La Medcare, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Surgical Board | Locally made | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Surgical White Tape | 3M India; India | 1530-1 | Micropore Surgical Tape |
| Sutures | Ethicon, Johnson & Johnson, India | NW 5047 | |
| Syringes (1ml, 26 G) | Dispo Van; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Trimmer (Clipper) | Philips | NL9206AD-4 DRACHTEN QT9005 | |
| Weighing Machine | Braun | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| William's E Media | Himedia; India | AT125 | |
| Xylazine (Xylaxin®) | Indian Immunologicals Limited | Sedative, Pre-Anaesthetic, Analgesic and muscle relaxant |
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