Hpatectomie prolongée à 78 % dans un modèle chirurgical de souris

Summary

Le modèle murin d’hépatectomie partielle de 2/3 (66 %) est bien décrit dans la littérature, mais les hépatectomies plus étendues imitant le syndrome de petite taille après une transplantation hépatique ont rarement été utilisées. Nous décrivons une procédure d’hépatectomie prolongée à 78 % dans un modèle murin qui entraîne une létalité postopératoire d’environ 50 % chez des souris saines.

Abstract

L’hépatectomie partielle 2/3 chez la souris est utilisée dans la recherche pour étudier la capacité de régénération du foie et explorer les résultats de la résection hépatique dans un certain nombre de modèles de maladies. Dans l’hépatectomie partielle classique 2/3 chez la souris, deux des cinq lobes hépatiques, à savoir les lobes gauche et médian représentant environ 66% de la masse hépatique, sont réséqués en bloc avec une survie postopératoire attendue de 100%. Les hépatectomies partielles plus agressives sont techniquement plus difficiles et, par conséquent, ont rarement été utilisées chez la souris. Notre groupe a mis au point un modèle murin d’une technique d’hépatectomie étendue dans laquelle trois des cinq lobes du foie, y compris les lobes supérieurs gauche, médian et droit, sont réséqués séparément pour éliminer environ 78 % de la masse hépatique totale. Cette résection prolongée, chez des souris par ailleurs en bonne santé, laisse un reste de foie qui ne peut pas toujours maintenir une régénération adéquate et opportune. L’incapacité à se régénérer entraîne finalement une létalité postopératoire de 50 % en 1 semaine en raison d’une insuffisance hépatique fulminante. Cette procédure d’hépatectomie étendue à 78 % chez la souris représente un modèle chirurgical unique pour l’étude du syndrome de petite taille et l’évaluation de stratégies thérapeutiques visant à améliorer la régénération hépatique et les résultats dans le cadre d’une transplantation hépatique ou d’une résection hépatique étendue pour le cancer.

Introduction

Les modèles de résection chirurgicale du foie chez la souris et le rat, décrits pour la première fois en 1931, sont les modèles expérimentaux les plus couramment utilisés pour étudier les bases moléculaires de la régénération du foie. Ils pourraient également être utiles dans la recherche scientifique translationnelle pour tester et développer des stratégies visant à améliorer les résultats après une résection hépatique prolongée ou une transplantation de greffons hépatiques sous-optimaux 1,2,3,4. Les hépatectomies partielles (HTP) chez la souris impliquent l’ablation d’environ 2/3 (66 %) de la masse hépatique totale (TLM), ce qui, lorsqu’il est pratiqué chez des animaux en bonne santé, a des résultats exceptionnels⁵. La procédure est de courte durée, facilement reproductible en raison de la faible variation de l’anatomie du foie de la souris, et la survie postopératoire approche généralement les 100 %¹.

L’hépatectomie partielle 2/3 englobant la résection du lobe gauche (LL) et du lobe médian (ML) permet aux lobes résiduels de se régénérer relativement sans entrave par l’inflammation lobaire ou la restriction de l’entrée et de la sortie hépatiques. Au contraire, l’augmentation du débit veineux porte et le stress de cisaillement ultérieur sur les cellules endothéliales sinusoïdales hépatiques après l’HTP entraînent une régulation à la hausse soutenue de l’expression de l’oxyde nitrique synthase endothéliale (eNOS) et la libération ultérieure d’oxyde nitrique (NO), qui contribuent à l’amorçage des hépatocytes pour la prolifération et la régénération hépatique³. Les critères de jugement couramment étudiés après une HTP 2/3 dans des modèles de maladies tels que la stéatose hépatique non alcoolique ou dans des contextes génétiques spécifiques comprennent le risque d’insuffisance hépatique aiguë, les mesures qualitatives et quantitatives de la capacité de régénération du foie et d’autres réponses biologiques au stress ou aux lésions traumatiques ^1,3.

Cependant, un modèle murin imitant le syndrome fonctionnel ou anatomique de petite taille, tel qu’il se produit à la suite d’une résection hépatique prolongée pour un cancer ou d’une transplantation de greffes hépatiques marginales (stéatose ou temps ischémique prolongé) ou partielles (fractionnées ou provenant de foie de donneurs vivants), reste à établir. Pour répondre à ce besoin, des modèles de résections hépatiques plus étendues qui vont au-delà du maintien d’une masse hépatique minimale (et fonctionnelle) sont nécessaires pour modéliser le syndrome du foie de petite taille et la mortalité accrue associée à ce syndrome ^6,7.

L’anatomie du foie de souris présente des variations minimes. Le foie de souris est composé de cinq lobes, chacun représentant le pourcentage suivant de la masse hépatique totale : lobe gauche (LL ; 34,4 ± 1,9 %), lobe médian (ML ; 26,2 ± 1,9 %), lobe supérieur droit (également appelé supérieur droit) (RUL ; 16,6 ± 1,4 %), lobe inférieur droit (également appelé inférieur droit) (RLL ; 14,7 ± 1,4 %) et lobe caudé (CL, 8,1 ± 1,0 %^{)1, 5}. Aéroport Chaque lobe est alimenté par une triade porte, comprenant une branche de l’artère hépatique, une branche de la veine porte et un canal biliaire⁵. Historiquement, plusieurs techniques ont été décrites pour réaliser une PH 2/3 en réséquant le LL et le ML. Il s’agit notamment de 1) la technique classique qui consiste en une seule ligature en bloc à la base de chacun des lobes réséqués ; 2) la technique du clip hémostatique, à l’aide de clips en titane appliqués à la base des lobes réséqués ; 3) une technique de préservation du parenchyme orientée vers les vaisseaux, à l’aide de sutures de piercing proximales à la pince ; et 4) une technique microchirurgicale orientée vers les vaisseaux, où la veine porte et les branches de l’artère hépatique sont ligaturées avant la résection du lobe¹. Bien que chaque technique ait des forces et des faiblesses relatives, aucune ne donne une létalité plus élevée ^1,8,9.

Dans cette étude, nous présentons une nouvelle méthode pour un PH prolongé de 78 % chez la souris. Dans ce modèle, trois des cinq lobes du foie, y compris le LL, le ML et le RUL, sont retirés séparément à l’aide d’une technique de ligature (Figure 1). Cette procédure entraîne la résection d’environ 78 % (77,2 ± 5,2 %) de la masse hépatique totale. Notre choix d’enlever le LL et le ML séparément, et non « en bloc » comme dans la technique classique de la PH, minimise les complications associées à la résection en bloc de ces deux lobes, telles que la sténose de la veine cave suprahépatique et le risque accru de nécrose des lobes restants lorsque la ligature unique est appliquée trop près de la veine cave^1, 10,11,12,13,14. Ceci est crucial avant de passer à l’étape finale de cette procédure de retrait de la RUL. Cette hépatectomie extensive chez des souris C57BL/6 de type sauvage âgées de 8 à 12 semaines provoque une létalité de 50% dans la semaine suivant la chirurgie en raison d’un échec de la régénération hépatique provoquant une insuffisance hépatique fulminante^15,16. Ce modèle murin de létalité accrue après une hépatectomie prolongée à 78 % récapitule de manière appropriée la physiopathologie du syndrome de petite taille et permet le développement et la mise à l’essai de nouvelles stratégies pour améliorer les résultats.

Protocol

Les méthodes décrites dans ce protocole de procédure ont été approuvées par le Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux (IACUC) du Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC). Toutes les expériences ont été réalisées conformément aux directives de l’IACUC et de l’installation de recherche animale BIDMC. 1. Préparation préopératoire chez la souris Rasez l’abdomen de la souris du milieu du sternum à la région sus-pubienne av…

Representative Results

Une hépatectomie prolongée réussie à 78 % devrait induire une mortalité de 50 % en 1 semaine chez des souris adultes en bonne santé âgées de 8 à 12 semaines16. Lorsqu’il est correctement effectué, une perte de sang minimale est attendue. Les saignements résiduels qui persistent peuvent être contrôlés par une pression manuelle. La mort périopératoire dans les 24 heures suivant la chirurgie est souvent causée par des erreurs techniques. Les défaillances techniques comprennent des…

Discussion

Pour réaliser avec succès une hépatectomie prolongée à 78 % entraînant une létalité de 50 % chez la souris, il est essentiel que chaque lobe du foie soit réséqué avec précision. Ce niveau de compétence et de précision ne peut être atteint que si la procédure est effectuée de manière répétée. La courbe de formation varie d’un opérateur à l’autre, mais nécessite généralement 3 à 6 mois de pratique. Une résection hépatique qui enlève moins de 78 % du TLM entraînerait des taux de survie plu…

Materials

2 x 2 Gauze	Covidien	2146	Surgery: dissection
5-O Nylon Monofilament Suture	Oasis	50-118-0631	Surgery: Skin closure
5-O Silk Suture	Fine Science Tools	18020-50	Surgery: liver lobe ligation
5-O Vicryl Suture	Ethicon	NC9335902	Surgery: Abdominal wall closure
Addson Forceps	Braintree Scientific	FC028	Surgery: dissection
Alcohol Swabs (2)	BD	326895	Disinfectant
Buprenorphine Extended Release Formulation	Zoopharm	N/A	Analgesia
Cordless Trimmer	Braintree Scientific	CLP-9868-14	Shaving
Curved Forceps	Braintree Scientific	FC0038	Surgery: dissection
Hemostat	Braintree Scientific	FC79-1	Surgery: dissection
Isoflurane Inhalant Anesthetic	Patterson Veterinary	RXISO-250	General Anesthesia
Magnet Fixator (2-slot) (2)	Braintree Scientific	ACD-001	Surgery: to hold small retractors
Magnet Fixator (4-slot)	Braintree Scientific	ACD-002	Surgery: to hold small retractors
Microscissors	Braintree Scientific	SC-MI 151	Surgery: dissection
Operating tray	Braintree Scientific	ACD-0014	Surgery: for establishment of surgical field
Povidone Iodine 10% Swabstick (2)	Medline	MDS093901ZZ	Disinfectant
Scalpel (15-blade)	Aspen Surgical Products	371615	Surgery: dissection
Sharp Scissors (Curved)	Braintree Scientific	SC-T-406	Surgery: dissection
Sharp Scissors (Straight)	Braintree Scientific	SC-T-405	Surgery: dissection
Small Cotton-Tipped Applicators	Fisher Scientific	23-400-118	Surgery: dissection
Tissue Forceps (Straight x2)	Braintree Scientific	FC1001	Surgery: dissection
Warming Pad (18" x 26")	Stryker	TP 700	Warming
Warming Pad Pump	Stryker	TP 700	Warming
Wire Handle Retractor (2)	Braintree Scientific	ACD-005	Surgery: to facilitate exposure of peritoneal cavity
Xenotec Isoflurane Small Animal Anesthesia System	Braintree Scientific	EZ-108SA	General Anesthesia: Contains Isoflurane vaborizer & console, Induction chamber, Regulator/Hose, Facemask (M)