Summary
Il modello murino di epatectomia parziale 2/3 (66%) è ben descritto in letteratura, ma sono state raramente utilizzate epatectomie più estese che imitano la sindrome di piccole dimensioni dopo trapianto di fegato. Descriviamo una procedura di epatectomia estesa al 78% in un modello murino che si traduce in circa il 50% di letalità postoperatoria nei topi sani.
Abstract
L'epatectomia parziale 2/3 nei topi viene utilizzata nella ricerca per studiare la capacità rigenerativa del fegato ed esplorare gli esiti della resezione epatica in una serie di modelli di malattia. Nella classica epatectomia parziale 2/3 nei topi, due dei cinque lobi epatici, vale a dire i lobi sinistro e mediano che rappresentano circa il 66% della massa epatica, vengono resecati in blocco con una sopravvivenza postoperatoria attesa del 100%. Le epatectomie parziali più aggressive sono tecnicamente più impegnative e, quindi, sono state raramente utilizzate nei topi. Il nostro gruppo ha sviluppato un modello murino di una tecnica di epatectomia estesa in cui tre dei cinque lobi epatici, inclusi i lobi superiore sinistro, mediano e destro, vengono resecati separatamente per rimuovere circa il 78% della massa epatica totale. Questa resezione prolungata, in topi altrimenti sani, lascia un fegato residuo che non può sempre sostenere una rigenerazione adeguata e tempestiva. La mancata rigenerazione si traduce infine in una letalità postoperatoria del 50% entro 1 settimana a causa di insufficienza epatica fulminante. Questa procedura di epatectomia estesa al 78% nei topi rappresenta un modello chirurgico unico per lo studio della sindrome small-for-size e la valutazione di strategie terapeutiche per migliorare la rigenerazione epatica e gli esiti nel contesto del trapianto di fegato o della resezione epatica estesa per cancro.
Introduction
I modelli di resezione epatica chirurgica su topi e ratti, descritti per la prima volta nel 1931, sono i modelli sperimentali più comuni utilizzati per studiare le basi molecolari della rigenerazione epatica. Potrebbero anche essere utili nella ricerca scientifica traslazionale per testare e sviluppare strategie per migliorare i risultati dopo una resezione epatica estesa o il trapianto di innesti epatici non ottimali 1,2,3,4. Le epatectomie parziali (PH) nei topi comportano la rimozione di circa 2/3 (66%) della massa epatica totale (TLM), che se eseguite in animali sani hanno esiti eccezionali5. La procedura è di breve durata, facilmente riproducibile a causa delle piccole variazioni nell'anatomia del fegato di topo e la sopravvivenza postoperatoria si avvicina tipicamente al 100%1.
L'epatectomia parziale 2/3 che comprende la resezione del lobo sinistro (LL) e del lobo mediano (ML) consente ai lobi residui di rigenerarsi relativamente senza ostacoli da infiammazione lobare o restrizione dell'afflusso e del deflusso epatico. Piuttosto, l'aumento del flusso venoso portale e il conseguente stress di taglio sulle cellule endoteliali sinusoidali del fegato dopo la PH determinano una sovraregolazione sostenuta dell'espressione endoteliale dell'ossido nitrico sintasi (eNOS) e il successivo rilascio di ossido nitrico (NO), che contribuiscono all'innesco degli epatociti per la proliferazione e la rigenerazione epatica3. Gli esiti comunemente studiati dopo 2/3 PH in modelli di malattia come la steatosi epatica non alcolica o in specifici background genetici includono il rischio di insufficienza epatica acuta, misure qualitative e quantitative della capacità rigenerativa del fegato e altre risposte biologiche allo stress o alle lesioni traumatiche 1,3.
Tuttavia, un modello murino che imita la sindrome funzionale o anatomica di piccole dimensioni, come si verifica dopo una resezione epatica estesa per cancro o trapianto di innesti epatici marginali (steatosi o tempo ischemico prolungato) o parziali (split o da donatore vivente) innesti epatici, rimane da stabilire. Per rispondere a questa esigenza, sono necessari modelli di resezioni epatiche più estese che si estendono oltre il mantenimento di una massa epatica minima (e funzionale) per modellare la sindrome epatica di piccole dimensioni e l'aumento della mortalità associato a questa sindrome 6,7.
L'anatomia del fegato di topo mostra variazioni minime. Il fegato del topo è composto da cinque lobi, ognuno dei quali rappresenta la seguente percentuale della massa epatica totale: lobo sinistro (LL; 34,4 ± 1,9%), lobo mediano (ML; 26,2 ± 1,9%), lobo superiore destro (chiamato anche superiore destro) (RUL; 16,6 ± 1,4%), lobo inferiore destro (chiamato anche inferiore destro) (RLL; 14,7 ± 1,4%) e lobo caudato (CL, 8,1 ± 1,0%)1, 5. Ogni lobo è irrorato da una triade porta, che comprende un ramo dell'arteria epatica, un ramo della vena porta e un dotto biliare5. Storicamente, sono state descritte diverse tecniche per eseguire un PH 2/3 resecando il LL e il ML. Tra queste: 1) la tecnica classica che consiste in una singola legatura in blocco alla base di ciascuno dei lobi resecati; 2) la tecnica della clip emostatica, utilizzando clip in titanio applicate alla base dei lobi resecati; 3) una tecnica di conservazione del parenchima orientata verso i vasi, utilizzando suture perforanti prossimali al morsetto; e 4) una tecnica microchirurgica orientata ai vasi, in cui la vena porta e i rami dell'arteria epatica vengono legati prima della resezione del lobo1. Sebbene ogni tecnica abbia punti di forza e di debolezza relativi, nessuna produce una letalità più elevata 1,8,9.
In questo studio, presentiamo un nuovo metodo per estendere il 78% di PH nei topi. In questo modello, tre dei cinque lobi epatici, inclusi LL, ML e RUL, vengono rimossi separatamente utilizzando una tecnica di legatura (Figura 1). Questa procedura comporta la resezione di circa il 78% (77,2 ± 5,2%) della massa epatica totale. La nostra scelta di rimuovere LL e ML separatamente, e non "in blocco" come nella classica tecnica PH, riduce al minimo le complicanze associate alla resezione in blocco di questi due lobi, come la stenosi della vena cava sopraepatica e l'aumento del rischio di necrosi dei lobi rimanenti quando la singola legatura viene applicata troppo vicino alla vena cava1, 10,11,12,13,14. Questo è fondamentale prima di passare alla fase finale di questa procedura per rimuovere la RUL. Questa epatectomia estesa in topi C57BL/6 wild-type di 8-12 settimane causa il 50% di letalità entro 1 settimana dall'intervento chirurgico a causa della mancata rigenerazione del fegato che causa insufficienza epatica fulminante15,16. Questo modello murino di letalità aumentata dopo un'epatectomia estesa al 78% ricapitola in modo appropriato la fisiopatologia della sindrome di piccole dimensioni e consente lo sviluppo e la sperimentazione di nuove strategie per migliorare i risultati.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
I metodi descritti all'interno di questo protocollo di procedura sono stati approvati dal Comitato Istituzionale per la Cura e l'Uso degli Animali (IACUC) presso il Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC). Tutti gli esperimenti sono stati completati in conformità con le linee guida IACUC e BIDMC della struttura di ricerca sugli animali.
1. Preparazione preoperatoria del topo
- Radere l'addome del topo dalla metà dello sterno alla regione sovrapubica con un tagliaunghie.
- Indurre l'anestesia generale con isoflurano all'1-4% in ossigeno al 100%. Una volta anestetizzato, posizionare il topo supino sul campo chirurgico con un termoforo sottostante. Prima di praticare un'incisione, pizzicare con decisione l'alluce per assicurarsi che il riflesso del pedale sia assente (se presente, l'animale risponderà). Regolare il livello di anestesia secondo necessità per raggiungere uno stato di anestesia generale.
NOTA: Titolare l'isoflurano secondo necessità per mantenere un'adeguata anestesia generale. - Somministrare 1,2 mg/kg di buprenorfina a rilascio prolungato (ER) per via sottocutanea per l'analgesia postoperatoria. Posizionare il topo supino con gli arti anteriori e posteriori estesi e fissare gli arti con del nastro adesivo; Quindi, preparare un campo sterile per l'intervento chirurgico.
NOTA: Assicurarsi che gli arti anteriori siano rilassati quando sono fissati in modo che la respirazione non sia ostacolata. - Preparare l'addome con tamponi salini sterili caldi e betadine, alternando ogni tampone 3 volte. Drappeggiare l'addome in modo sterile.
2. Epatectomia
- Praticare un'incisione laparotomica verticale sulla linea mediana attraverso la pelle dal processo xifoideo alla regione sovrapubica usando un bisturi. Quindi, incidere attraverso la linea alba con forbici affilate per entrare nella cavità peritoneale ed estendere questa incisione fino alla lunghezza dell'incisione cutanea.
NOTA: È più sicuro incidere prima la linea alba nella regione subxifoidea dove il fegato è profondo fino alla parete addominale per evitare lesioni all'intestino sottostante. - Ritrarre lateralmente la parete addominale utilizzando appositi divaricatori; Quindi, bloccare il processo xifoideo con un emostatico e ritrarre lo sterno superiormente per esporre il fegato.
- Ritrarre il fegato inferiormente per esporre il legamento falciforme e quindi, sezionare il legamento lungo la lunghezza del fegato usando forbici affilate. Ritrarre il fegato superiormente verso il torace per esporre il legamento epatogastrico e i legamenti del lobo intraepatico e sezionare queste strutture utilizzando micro forbici affilate.
NOTA: La retrazione deve essere eseguita molto delicatamente con applicatori umidi con punta di cotone poiché il fegato, incapsulato dalla capsula di Glisson, è molto fragile e facile da ammaccare e lacerare. - Ritrarre il lobo mediano superiormente mantenendo il lobo sinistro nella sua posizione anatomica originale. Avvolgere una sutura di seta 5-0 attorno alla parte superiore-mediale del LL. Riflettere il LL superiormente verso il torace per esporre la superficie inferiore del lobo, unire le estremità della sutura alla base del lobo e legare la sutura alla base. Assicurarsi che la sutura non ostruisca il flusso sanguigno nella vena cava inferiore (IVC) o nella vena porta prima di legare la sutura per legare il LL.
NOTA: È meglio legare questa sutura mentre la LL viene riflessa superiormente verso il torace in modo che la triade portale sia ben esposta durante la legatura. Ciò facilita la resezione del lobo vicino alla base senza compromettere le strutture adiacenti. - Resecare l'LL appena distalmente al legante di sutura utilizzando forbici affilate e assicurarsi che una piccola cuffia di tessuto (~2 mm) separi la sutura dal bordo del lobo resecato. Confermare l'emostasi.
- Riflettere il lobo mediano superiormente verso il torace, posizionare una sutura di seta 5-0 attorno alla base del ML e riportare il ML nella sua posizione anatomica originale. Approssimare le estremità della sutura alla base dell'aspetto superiore del ML e assicurarsi di legarle alla base del lobo. Resecare il ML legato, lasciando un piccolo bracciale di tessuto residuo attorno al laccio di sutura. Confermare l'emostasi.
- Mobilizzare il fegato da destra a sinistra per esporre i lobi superiore e inferiore destro e riflettere attentamente questi lobi medialmente e inferiormente. Avvolgere una sutura 5-0 sull'aspetto superiore-mediale della RUL per assicurarsi che la sutura circondi la base RUL e quindi riflettere la RUL verso il torace. Avvolgere la sutura sotto il RUL e legare le estremità vicino alla sua base, quindi resecarla, lasciando un piccolo bracciale di tessuto residuo attorno al laccio della sutura.
NOTA: Legare troppo prossimalmente alla base della RUL può compromettere l'afflusso di sangue alla RLL, che può provocare ischemia della RLL e morte del topo entro 24 ore dall'intervento. Al contrario, legando troppo distalmente dalla base RUL diminuisce la quantità di massa epatica resecata, aumentando così i tassi di sopravvivenza postoperatoria oltre quanto previsto. - Riportare il fegato rimanente nella sua posizione anatomica di riposo e garantire l'emostasi. Se necessario, applicare pressione con una garza sulle aree di sanguinamento minore ai margini del fegato resecati.
- Chiudere la parete addominale della linea mediana (fascia e strati muscolari) utilizzando una sutura poliglactina 5-0 in modo ininterrotto. Chiudere l'incisione cutanea con graffette o suture monofilamento 5-0.
- Interrompere l'anestesia e monitorare il topo fino a quando non riprende conoscenza e può deambulare normalmente.
3. Cure postoperatorie
- Osservare il topo dopo l'intervento per garantire un recupero appropriato (cioè il topo è sveglio, vigile e deambulante all'interno della gabbia) e il controllo del dolore. Esaminare il mouse ogni 2 ore fino a 6 ore dopo la procedura, e poi ogni giorno.
NOTA: Si prevede che il mouse si muova più lentamente all'interno della gabbia dopo l'intervento. Il topo dovrebbe riprendersi in una gabbia isolata dagli altri topi e tornare in compagnia di altri topi solo quando si è completamente ripreso. - Somministrare iniezioni di soluzione fisiologica normale riscaldata (0,1-1,0 ml, sottocutanee o intraperitoneali) se il topo diventa ipovolemico a causa di liquidi insensibili o di un'eccessiva perdita di sangue dovuta all'intervento chirurgico.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Si prevede che un'epatectomia estesa al 78% di successo induca una mortalità del 50% entro 1 settimana in topi adulti sani di età compresa tra 8 e 12 settimane16. Se eseguita correttamente, ci si aspetta una perdita di sangue minima. Il sanguinamento residuo che persiste può essere controllato mediante pressione manuale. La morte perioperatoria entro 24 ore dall'intervento chirurgico è spesso causata da errori tecnici. I guasti tecnici includono lesioni involontarie ai grandi vasi sanguigni che causano un'emorragia intraoperatoria intrattabile; significativa emorragia postoperatoria spesso dovuta a sanguinamento residuo dai margini epatici resecati; lesioni alla struttura circostante come la legatura involontaria della triade porta adiacente, della vena porta o dell'IVC; ischemia della RLL secondaria alla legatura della RUL troppo prossimalmente alla base del lobo; e complicazioni da anestesia generale. I segni di insufficienza epatica includono letargia progressiva, aggregazione di capelli, anoressia e ipoglicemia, che spesso diventano evidenti entro 24 ore dall'intervento chirurgico.
I due risultati attesi dopo un'epatectomia estesa al 78% sono la sopravvivenza o la morte. Nel primo scenario, il topo si riprende in modo appropriato dopo l'intervento chirurgico, riprende la normale attività entro 72 ore e sopravvive oltre i 7 giorni. La laparotomia eseguita 9-10 giorni dopo l'intervento dimostra il pieno recupero della massa epatica preoperatoria 4,16,17,18. Il secondo esito sarebbe la mortalità entro 2-7 giorni dall'intervento. Il topo può mostrare segni iniziali di guarigione nelle prime 12 ore dopo l'intervento chirurgico, ma peggiora in tempi relativamente brevi a causa dello sviluppo di insufficienza epatica fulminante16. Il topo mostra segni di stress, perdita di peso e letargia progressiva fino alla morte. Esempi di esiti inaspettati includono la morte per complicanze tecniche o i tassi di sopravvivenza dei topi ben al di sopra o al di sotto del 50% dopo un'epatectomia estesa al 78%.
Il nostro laboratorio è stato il pioniere di questa epatectomia estesa al 78% e ne ha convalidato l'utilità in un precedente manoscritto che mostrava che l'epatectomia estesa al 78% in topi sani BALB/c di 8 settimane provoca una letalità del 50%, che potrebbe essere abrogata se il fegato del topo fosse stato preingegnerizzato per esprimere A20 (Tumor Necrosis Factor Inducible Protein 3 [TNFAIP3]), somministrato per via endovenosa utilizzando un adenovirus ricombinante16. In questo studio di Longo et al., un topo sano BALB/c è stato sottoposto a un'epatectomia del 78% 5 giorni dopo la somministrazione di un vettore adenovirale ricombinante che esprime A20 umano (rAd.A20) o il controllo β-galattosidasi (rAd.βGal). È stato incluso anche un ulteriore gruppo di controllo non trattato. Dopo l'epatectomia al 78%, Longo et al. hanno osservato che 6 dei 12 (50%) topi non trattati sono sopravvissuti alla procedura (Figura 2)16.
Due determinanti della competenza includono 1) limitare le complicanze tecniche, come elencato sopra, la principale delle quali è l'ischemia RLL, che causa morte precoce, e 2) garantire una sufficiente mobilizzazione della RUL, senza la quale non si riesce ad apprezzare l'intera dimensione della RUL e, quindi, non si riesce a resecarla correttamente. Ciò riduce la quantità di massa epatica resecata e, quindi, migliora il tasso di sopravvivenza globale ben al di sopra del 50% previsto. Nel periodo iniziale di formazione dello sperimentatore/autore, 10 dei 15 (67%) topi adulti sani maschi e femmine CD1 e C57BL/6 di età compresa tra 11 e 21 settimane sono sopravvissuti 1 settimana dopo l'epatectomia al 78% (3 decessi tecnici esclusi) (Tabella 1)19,20,21. Un'ulteriore formazione nel contesto di una comprensione apprezzabile dell'anatomia del fegato di topo per migliorare la mobilizzazione della RUL e facilitare un'adeguata resezione, misurata dalla percentuale stimata di epatectomia, è stata essenziale per raggiungere il tasso di sopravvivenza atteso del 50% dopo l'epatectomia del 78%. Dopo che la competenza tecnica è stata ritenuta pienamente raggiunta, 8 topi su 16 (50%; 1 decesso tecnico escluso) sono sopravvissuti 1 settimana dopo l'epatectomia al 78%.
Figura 1: Posizionamento dell'epatectomia del topo e anatomia del fegato. (A sinistra) Rappresentazione visiva del posizionamento del topo per laparotomia ed epatectomia estesa al 78%. Il topo è raffigurato supino con un'incisione laparotomica sulla linea mediana. (A destra) Anatomia del fegato di topo raffigurata dal basso con linee colorate che delineano i siti di resezione. Il lobo sinistro, il lobo mediano e i lobi superiori destri vengono resecati in modo sequenziale dopo la legatura della sutura alla base. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Vantaggio di sopravvivenza dopo un'epatectomia estesa (78%) di topi ingegnerizzati per sovraesprimere A20. Dati di sopravvivenza dopo epatectomia estesa al 78% in topi di controllo non trattati (NI non infetti), rAd.βGal e trattati con rAd.A20. La sovraespressione di A20 nei fegati di topo ha prodotto un significativo vantaggio in termini di sopravvivenza rispetto ai controlli NI (50%) e rAd.βGal (13%) (n = 12 topi/gruppo). Questa figura è di Longo et al.16. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| Sopravvissuto | Defunto | Guasto tecnico | Totale | % stimata Epatectomia | Tasso di sopravvivenza | |
| Pre-competenza | 10 | 5 | 3 | 18 | 68 ± 3,9% | 10/15 (66%) |
| Post-competenza | 8 | 8 | 1 | 17 | 79 ± 2,4% | 8/16 (50%) |
Tabella 1: Risultati dell'allenamento per epatectomia estesa al 78%. La sopravvivenza risulta entro 1 settimana dopo l'epatectomia estesa al 78% in topi adulti sani CD1 e C57BL/6 di età compresa tra 11 e 21 settimane. La competenza tecnica è stata autodeterminata attraverso miglioramenti osservabili nel successo tecnico e un'adeguata resezione del lobo superiore destro, come calcolato dalla percentuale stimata di epatectomia (media ± SEM).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Per eseguire con successo un'epatectomia estesa al 78% che causa una letalità del 50% nei topi, è fondamentale che ogni lobo del fegato sia resecato con precisione. Questo livello di competenza e precisione può essere raggiunto solo se la procedura viene eseguita ripetutamente. La curva di allenamento varia tra gli operatori, ma in genere richiede 3-6 mesi di pratica. Una resezione epatica che rimuove meno del 78% del TLM comporterebbe tassi di sopravvivenza più elevati, mentre una resezione epatica che rimuove più del 78% del TLM comporterebbe una maggiore letalità. Ogni resezione del lobo è impegnativa, anche se non nella stessa misura.
Il lobo sinistro è il più facile da resecare in modo affidabile. La base LL è stretta e, se riflessa superiormente, l'operatore può facilmente identificare la base del fegato e legare la sutura nella stessa posizione con un volume di resezione del lobo quasi identico ogni volta. Il lobo mediano ha la base più larga rispetto a LL e RUL. Pertanto, richiede che l'operatore stimi attentamente dove deve essere posizionata la sutura e appunti attentamente le estremità della sutura alla base del ML prima di resecare il lobo. Quando il ML è legato troppo prossimalmente, la sutura può compromettere il drenaggio venoso del fegato o impedire il ritorno del sangue dall'IVC al cuore. Quando il ML è legato troppo distalmente, viene resecata una massa epatica insufficiente e il rischio di emorragia al margine di resezione aumenta poiché la base ML è più ampia. Il lobo superiore destro è forse il più difficile da resecare in modo affidabile. La posizione anatomica della RUL posteriormente nella cavità peritoneale rende difficile avvolgere completamente la sutura attorno alla sua base, il che potrebbe comportare una resezione incompleta di questo lobo. Al contrario, se la sutura è legata troppo prossimalmente alla base della RUL, l'afflusso di sangue al lobo inferiore destro potrebbe essere compromesso, causando ischemia di questa RLL e aumentando la probabilità di mortalità postoperatoria.
Altri elementi critici per ridurre al minimo i rischi correlati alla procedura includono la minimizzazione dell'anestesia generale (ad es. isoflurano) per ridurre la tossicità e garantire un'adeguata emostasi dopo ogni resezione del lobo per limitare l'emorragia postoperatoria. È importante considerare che l'epatectomia estesa al 78% viene eseguita preferibilmente in topi adulti di 8-12 settimane, poiché i topi più anziani possono mostrare una maggiore variabilità nei tassi di sopravvivenza a causa della loro maggiore massa corporea e della ridotta capacità epatica rigenerativa, mentre i topi più giovani potrebbero soffrire di maggiori complicazioni tecniche a causa delle dimensioni ridotte del loro fegato e di un tasso più elevato di complicanze correlate all'anestesia. Supponiamo che la letalità osservata del 50% dopo l'epatectomia del 78% corrisponda alle caratteristiche intrinseche di un singolo topo che si riferiscono a sottili variazioni anatomiche nella percentuale relativa di ciascuna massa del lobo epatico rispetto alla massa epatica totale tra i singoli animali. L'epatectomia del 78% nei topi rappresenta una soglia anatomica alla quale solo il 50% degli animali può rigenerarsi e sopravvivere tempestivamente e con successo, mentre l'altro 50% non riesce a farlo e muore. Riconosciamo anche che sottili differenze nella manipolazione del fegato potrebbero essere associate a diversi gradi di danno epatico, e quindi inclinare questo sottile equilibrio verso la mancata rigenerazione e la morte22.
Tuttavia, il fattore più limitante rimane la padronanza della procedura chirurgica stessa, che può arrivare solo con la pratica. La pratica è essenziale per garantire un risultato riproducibile attraverso una mappatura precisa delle suture alla base di ciascun lobo epatico. Una nota cautelativa è che le variazioni individuali nell'anatomia del fegato tra i topi, che sono rare, possono richiedere alcune modifiche nella tecnica. Altri interventi che dovrebbero essere presi in considerazione caso per caso per migliorare il successo includono la somministrazione di boli salini normali in caso di elevate perdite di liquidi insensibili o emorragia significativa e pressione manuale prolungata o elettrocauterizzazione al margine epatico nei casi di emorragia persistente.
In sintesi, l'epatectomia estesa al 78% in un modello murino è una tecnica preziosa per la ricerca scientifica traslazionale. Una formazione approfondita è fondamentale per ottenere un risultato tecnicamente di successo associato a questa procedura. I topi non sono solo una specie animale di piccole dimensioni preferita, facile da maneggiare e relativamente poco costosa, ma anche disponibili in una serie di ceppi consanguinei ben studiati, oltre a un numero sempre crescente di linee geneticamente modificate (transgeniche, knockout (KO), specifiche per tipo di cellula e KO condizionale), consentendo studi meccanicistici di precisione 3,9,23. Oltre ai topi geneticamente modificati, varie patologie, tra cui la steatosi epatica non alcolica, la cirrosi e il diabete che sono noti per influenzare la sopravvivenza e gli esiti dopo la resezione epatica, possono essere facilmente indotte nei topi 24,25,26,27,28,29,30,31.
Come accennato in precedenza, il classico PH 2/3 rimane estremamente prezioso ma non ricapitola l'elevata letalità che è associata alla resezione epatica prolungata per cancro o sindrome di piccole dimensioni dopo il trapianto di fegato quando la massa epatica è anatomicamente o funzionalmente inadeguata (come nei fegati grassi)7,32,33,34 . Se eseguita correttamente, questa epatectomia estesa al 78% provoca il 50% di morte postoperatoria, che riflette meglio la realtà clinica come a seguito di estese resezioni epatiche per traumi o cancro e nel contesto della sindrome di piccole dimensioni a seguito di trapianto di innesti epatici marginali, e anche dopo un semplice intervento chirurgico al fegato in pazienti con grave steatoepatite non alcolica (NASH) o cirrosi16, 32. Questo modello murino rappresenta un passo di prova di concetto estremamente prezioso e necessario per testare nuove strategie terapeutiche per migliorare i risultati in tutte queste condizioni. Qualsiasi risultato positivo nei topi è destinato a ridurre sostanzialmente il numero di animali necessari per condurre studi pre-traslazionali su grandi animali prima della traduzione clinica di terapie innovative.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Non ci sono conflitti di interesse da divulgare.
Acknowledgments
Questo lavoro è stato sostenuto dalle sovvenzioni NIH R01 DK063275 e HL086741 a CF. PB e TA sono beneficiari di una borsa di studio NRSA dal HL007734 di sovvenzione per la formazione NHLBI T32.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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) |
References
- Martins, P. N., Theruvath, T. P., Neuhaus, P.
- Higgins, G., Anderson, R. Experimental pathology of the liver I. Restoration of the liver of the white rat following partial surgical removal. Arch Pathol. 12, 186-202 (1931).
- Koniaris, L. G., McKillop, I. H., Schwartz, S. I., Zimmers, T. A.
- Fausto, N., Campbell, J. S., Riehle, K. J.
- Inderbitzin, D., et al. Magnetic resonance imaging provides accurate and precise volume determination of the regenerating mouse liver. J Gastrointest Surg. 8 (7), 806-811 (2004).
- Clavien, P. A., et al. What is critical for liver surgery and partial liver transplantation: size or quality. Hepatology. 52 (2), 715-729 (2010).
- Dahm, F., Georgiev, P., Clavien, P. A. Small-for-size syndrome after partial liver transplantation: definition, mechanisms of disease and clinical implications. Am J Transplant. 5 (11), 2605-2610 (2005).
- Hori, T., et al. Simple and reproducible hepatectomy in the mouse using the clip technique. World J Gastroenterol. 18 (22), 2767-2774 (2012).
- Kamali, C., et al. Extended liver resection in mice: state of the art and pitfalls-a systematic review. Eur J Med Res. 26 (1), 6 (2021).
- Mitchell, C., Willenbring, H. A reproducible and well-tolerated method for 2/3 partial hepatectomy in mice. Nat Protoc. 3 (7), 1167-1170 (2008).
- Borowiak, M., et al. Met provides essential signals for liver regeneration. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (29), 10608-10613 (2004).
- Boyce, S., Harrison, D. A detailed methodology of partial hepatectomy in the mouse. Lab Anim (NY). 37 (11), 529-532 (2008).
- Greene, A. K., Puder, M. Partial hepatectomy in the mouse: technique and perioperative management. J Invest Surg. 16 (2), 99-102 (2003).
- Mitchell, C., Willenbring, H. Erratum: A reproducible and well-tolerated method for 2/3 partial hepatectomy in mice. Nat Protoc. 9 (6), 1532 (2014).
- Studer, P., et al. Significant lethality following liver resection in A20 heterozygous knockout mice uncovers a key role for A20 in liver regeneration. Cell Death Differ. 22 (12), 2068-2077 (2015).
- Longo, C. R., et al. A20 protects mice from lethal radical hepatectomy by promoting hepatocyte proliferation via a p21waf1-dependent mechanism. Hepatology. 42 (1), 156-164 (2005).
- Michalopoulos, G. K., DeFrances, M. C.
- Diehl, A. M., Rai, R. M. Liver regeneration. 3. Regulation of signal transduction during liver regeneration. FASEB J. 10 (2), 215-227 (1996).
- Diehl, L., Morse, M. A comparison of selected organ weights and clinical pathology parameters in male and female CD-1 and CByB6F1 hybrid mice 12-14 weeks in age. , Available from: https://www.criver.com/sites/default/files/resources/doc_a/AComparisonofSelectedOrganWeightsandClinicalPathologyParametersinMaleandFemaleCD-1andCByB6F1HybridMice12-14WeeksinAge.pdf (2023).
- CD-1® IGS mouse. Charles River Laboratories. , Available from: https://www.criver.com/products-services/find-model/cd-1r-igs-mouse?region=3611 (2023).
- C57BL/6J mouse organ weight. The Jackson Laboratory. , Available from: https://www.jax.org/de/-/media/jaxweb/files/jax-mice-and-services/b6j-data-summary.xlsx (2023).
- Inderbitzin, D., et al. Regenerative capacity of individual liver lobes in the microsurgical mouse model. Microsurgery. 26 (6), 465-469 (2006).
- Zhou, X., et al. L-carnitine promotes liver regeneration after hepatectomy by enhancing lipid metabolism. J Transl Med. 21 (1), 487 (2023).
- Linecker, M., et al. Omega-3 fatty acids protect fatty and lean mouse livers after major hepatectomy. Ann Surg. 266 (2), 324-332 (2017).
- Haber, B. A., et al. High levels of glucose-6-phosphatase gene and protein expression reflect an adaptive response in proliferating liver and diabetes. J Clin Invest. 95 (2), 832-841 (1995).
- Rickenbacher, A., et al. Arguments against toxic effects of chemotherapy on liver injury and regeneration in an experimental model of partial hepatectomy. Liver Int. 31 (3), 313-321 (2011).
- Aravinthan, A. D., et al. The impact of preexisting and post-transplant diabetes mellitus on outcomes following liver transplantation. Transplantation. 103 (12), 2523-2530 (2019).
- Gonzalez, H. D., Liu, Z. W., Cashman, S., Fusai, G. K. Small for size syndrome following living donor and split liver transplantation. World J Gastrointest Surg. 2 (12), 389-394 (2010).
- Mahmud, N., et al. Risk prediction models for post-operative mortality in patients with cirrhosis. Hepatology. 73 (1), 204-218 (2021).
- Kooby, D. A., et al. Impact of steatosis on perioperative outcome following hepatic resection. J Gastrointest Surg. 7 (8), 1034-1044 (2003).
- Ma, K., et al. A mesenchymal-epithelial transition factor-agonistic antibody accelerates cirrhotic liver regeneration and improves mouse survival following partial hepatectomy. Liver Transpl. 28 (5), 782-793 (2022).
- Hori, T., et al. Simple and sure methodology for massive hepatectomy in the mouse. Ann Gastroenterol. 24 (4), 307-318 (2011).
- Ramsey, H. E., et al. A20 protects mice from lethal liver ischemia/reperfusion injury by increasing peroxisome proliferator-activated receptor-alpha expression. Liver Transpl. 15 (11), 1613-1621 (2009).
- Arvelo, M. B., et al. A20 protects mice from D-galactosamine/lipopolysaccharide acute toxic lethal hepatitis. Hepatology. 35 (3), 535-543 (2002).
