Hepatectomia estendida de 78% em modelo cirúrgico de camundongo

Summary

O modelo de camundongo de hepatectomia parcial 2/3 (66%) é bem descrito na literatura, mas hepatectomias mais extensas mimetizando a síndrome do pequeno para o tamanho após o transplante de fígado raramente foram usadas. Descrevemos um procedimento de hepatectomia estendida de 78% em um modelo de camundongo que resulta em aproximadamente 50% de letalidade pós-operatória em camundongos saudáveis.

Abstract

A hepatectomia parcial 2/3 em camundongos é usada em pesquisas para estudar a capacidade regenerativa do fígado e explorar os resultados da ressecção hepática em vários modelos de doenças. Na hepatectomia parcial clássica de 2/3 em camundongos, dois dos cinco lobos do fígado, ou seja, os lobos esquerdo e mediano, representando aproximadamente 66% da massa hepática, são ressecados em bloco com uma sobrevida pós-operatória esperada de 100%. Hepatectomias parciais mais agressivas são tecnicamente mais desafiadoras e, portanto, raramente foram usadas em camundongos. Nosso grupo desenvolveu um modelo de camundongo de uma técnica de hepatectomia estendida na qual três dos cinco lobos hepáticos, incluindo os lobos superiores esquerdo, mediano e direito, são ressecados separadamente para remover aproximadamente 78% da massa hepática total. Essa ressecção estendida, em camundongos saudáveis, deixa um fígado remanescente que nem sempre pode sustentar uma regeneração adequada e oportuna. A falha na regeneração resulta em 50% de letalidade pós-operatória em 1 semana devido à insuficiência hepática fulminante. Este procedimento de hepatectomia estendida de 78% em camundongos representa um modelo cirúrgico único para o estudo da síndrome do pequeno para o tamanho e a avaliação de estratégias terapêuticas para melhorar a regeneração hepática e os resultados no cenário de transplante de fígado ou ressecção hepática estendida para câncer.

Introduction

Modelos de ressecção hepática cirúrgica de camundongos e ratos, descritos pela primeira vez em 1931, são os modelos experimentais mais comuns utilizados para estudar a base molecular da regeneração hepática. Eles também podem ser úteis na pesquisa científica translacional para testar e desenvolver estratégias para melhorar os resultados após ressecção hepática estendida ou transplante de enxertos hepáticos abaixo do ideal 1,2,3,4. As hepatectomias parciais (HP) em camundongos envolvem a remoção de aproximadamente 2/3 (66%) da massa hepática total (TLM), que quando realizadas em animais saudáveis têm resultados excepcionais⁵. O procedimento é de curta duração, facilmente reprodutível devido à pouca variação na anatomia do fígado de camundongos, e a sobrevida pós-operatória geralmente se aproxima de 100%¹.

A hepatectomia parcial 2/3 abrangendo a ressecção do lobo esquerdo (MMII) e do lobo mediano (ML) permite que os lobos residuais se regenerem relativamente desimpedidos por inflamação lobar ou restrição do fluxo de entrada e saída hepático. Em vez disso, o aumento do fluxo venoso portal e, subsequentemente, o estresse de cisalhamento nas células endoteliais sinusoidais do fígado após a HP resultam na regulação positiva sustentada da expressão da óxido nítrico sintase endotelial (eNOS) e subsequente liberação de óxido nítrico (NO), que contribuem para o priming dos hepatócitos para proliferação e regeneração hepática³. Os resultados comumente estudados após 2/3 de HP em modelos de doenças, como doença hepática gordurosa não alcoólica ou em antecedentes genéticos específicos, incluem risco de insuficiência hepática aguda, medidas qualitativas e quantitativas da capacidade regenerativa do fígado e outras respostas biológicas ao estresse ou lesão traumática ^1,3.

No entanto, um modelo de camundongo que imita a síndrome funcional ou anatômica do tamanho pequeno, como ocorre após ressecção hepática estendida para câncer ou transplante de enxertos hepáticos marginais (esteatose ou tempo isquêmico prolongado) ou parciais (divididos ou de fígado de doador vivo), ainda não foi bem estabelecido. Para atender a essa necessidade, modelos de ressecções hepáticas mais extensas que se estendem além da manutenção de uma massa hepática mínima (e funcional) são necessários para modelar a síndrome do fígado pequeno para o tamanho e a mortalidade aumentada associada a essa síndrome ^6,7.

A anatomia do fígado de camundongo exibe variação mínima. O fígado de camundongo é composto por cinco lobos, cada um representando a seguinte porcentagem da massa hepática total: lobo esquerdo (LL; 34,4 ± 1,9%), lobo mediano (ML; 26,2 ± 1,9%), lobo superior direito (também chamado de superior direito) (RUL; 16,6 ± 1,4%), lobo inferior direito (também chamado de inferior direito) (RLL; 14,7 ± 1,4%) e lobo caudado (CL, 8,1 ± 1,0%)^{1, 5}. Cada lobo é suprido por uma tríade portal, incluindo um ramo da artéria hepática, um ramo da veia porta e um ducto biliar⁵. Historicamente, várias técnicas foram descritas para realizar um 2/3 PH ressecando o LL e o ML. Estes incluem 1) a técnica clássica que consiste em uma única ligadura em bloco na base de cada um dos lobos ressecados; 2) a técnica do clipe hemostático, utilizando clipes de titânio aplicados na base dos lobos ressecados; 3) técnica de preservação do parênquima orientado para o vaso, utilizando suturas perfurantes proximais à pinça; e 4) uma técnica microcirúrgica orientada a vasos, em que os ramos da veia porta e da artéria hepática são ligados antes da ressecção do lobo¹. Embora cada técnica tenha pontos fortes e fracos relativos, nenhuma produz maior letalidade ^1,8,9.

Neste estudo, apresentamos um novo método para PH estendido de 78% em camundongos. Nesse modelo, três dos cinco lobos do fígado, incluindo LL, ML e RUL, são removidos separadamente usando uma técnica de ligadura (Figura 1). Esse procedimento resulta na ressecção de aproximadamente 78% (77,2 ± 5,2%) da massa hepática total. Nossa escolha de remover o LL e o ML separadamente, e não “em bloco” como na técnica clássica de HP, minimiza as complicações associadas à ressecção em bloco desses dois lobos, como estenose da veia cava supra-hepática e aumento do risco de necrose dos lobos remanescentes quando a ligadura única é aplicada muito perto da veia cava^1, 10,11,12,13,14. Isso é crucial antes de passar para a etapa final deste procedimento para remover o RUL. Esta hepatectomia extensa em camundongos C57BL/6 do tipo selvagem de 8 a 12 semanas de idade causa 50% de letalidade dentro de 1 semana após a cirurgia devido à falha na regeneração do fígado, causando insuficiência hepática fulminante^15,16. Este modelo de camundongo de letalidade aumentada após hepatectomia estendida de 78% recapitula adequadamente a fisiopatologia da síndrome do pequeno para o tamanho e permite o desenvolvimento e teste de novas estratégias para melhorar os resultados.

Protocol

Os métodos descritos neste protocolo de procedimento foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (IACUC) no Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC). Todos os experimentos foram concluídos de acordo e em conformidade com as diretrizes da IACUC e das instalações de pesquisa animal do BIDMC. 1. Preparação pré-operatória do camundongo Raspe o abdômen do camundongo do meio do esterno até a região suprapúbica com uma tesoura.</l…

Representative Results

Espera-se que uma hepatectomia estendida de 78% bem-sucedida induza 50% de mortalidade em 1 semana em camundongos adultos saudáveis com idade entre 8e 12 semanas 16. Quando realizado corretamente, espera-se perda mínima de sangue. O sangramento residual que persiste pode ser controlado por pressão manual. A morte perioperatória dentro de 24 horas após a cirurgia é frequentemente causada por erros técnicos. As falhas técnicas incluem lesão inadvertida de grandes vasos sanguíneos, causando…

Discussion

Para realizar com sucesso uma hepatectomia estendida de 78% causando 50% de letalidade em camundongos, é fundamental que cada lobo hepático seja ressecado com precisão. Esse nível de competência e precisão só pode ser alcançado se o procedimento for realizado repetidamente. A curva de treinamento varia entre os operadores, mas normalmente requer de 3 a 6 meses de prática. Uma ressecção hepática que remove menos de 78% do TLM resultaria em taxas de sobrevivência mais altas, enquanto uma ressecção hepática …

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)