Summary
El modelo murino de hepatectomía parcial 2/3 (66%) está bien descrito en la literatura, pero rara vez se han utilizado hepatectomías más extendidas que imitan el síndrome de tamaño pequeño después del trasplante hepático. Describimos un procedimiento de hepatectomía extendida del 78% en un modelo de ratón que resulta en aproximadamente un 50% de letalidad postoperatoria en ratones sanos.
Abstract
La hepatectomía parcial 2/3 en ratones se utiliza en la investigación para estudiar la capacidad regenerativa del hígado y explorar los resultados de la resección hepática en varios modelos de enfermedad. En la hepatectomía parcial clásica 2/3 en ratones, dos de los cinco lóbulos hepáticos, a saber, el lóbulo izquierdo y el mediano, que representan aproximadamente el 66% de la masa hepática, se resecan en bloque con una supervivencia postoperatoria esperada del 100%. Las hepatectomías parciales más agresivas son técnicamente más desafiantes y, por lo tanto, rara vez se han utilizado en ratones. Nuestro grupo ha desarrollado un modelo de ratón de una técnica de hepatectomía extendida en la que tres de los cinco lóbulos hepáticos, incluidos los lóbulos izquierdo, mediano y superior derecho, se resecan por separado para eliminar aproximadamente el 78% de la masa hepática total. Esta resección prolongada, en ratones sanos, deja un hígado remanente que no siempre puede mantener una regeneración adecuada y oportuna. La falta de regeneración finalmente resulta en una letalidad postoperatoria del 50% dentro de 1 semana debido a la insuficiencia hepática fulminante. Este procedimiento de hepatectomía extendida al 78% en ratones representa un modelo quirúrgico único para el estudio del síndrome de tamaño pequeño y la evaluación de estrategias terapéuticas para mejorar la regeneración hepática y los resultados en el contexto del trasplante de hígado o la resección hepática extendida para el cáncer.
Introduction
Los modelos de resección hepática quirúrgica en ratones y ratas, descritos por primera vez en 1931, son los modelos experimentales más comunes utilizados para estudiar las bases moleculares de la regeneración hepática. También podrían ser útiles en la investigación científica traslacional para probar y desarrollar estrategias para mejorar los resultados después de la resección hepática prolongada o el trasplante de injertos hepáticos subóptimos 1,2,3,4. Las hepatectomías parciales (HP) en ratones implican la extirpación de aproximadamente 2/3 (66%) de la masa hepática total (TLM), que cuando se realizan en animales sanos tienen resultados excepcionales5. El procedimiento es de corta duración, fácilmente reproducible debido a la poca variación en la anatomía del hígado de ratón, y la supervivencia postoperatoria suele acercarse al 100%1.
La hepatectomía parcial 2/3 que abarca la resección del lóbulo izquierdo (LL) y del lóbulo mediano (ML) permite que los lóbulos residuales se regeneren relativamente sin obstáculos por la inflamación lobar o la restricción del flujo de entrada y salida hepático. Más bien, el aumento del flujo venoso portal y, posteriormente, el estrés de cizallamiento en las células endoteliales sinusoidales del hígado después de la PH dan como resultado una regulación positiva sostenida de la expresión de óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS) y la posterior liberación de óxido nítrico (NO), lo que contribuye a la preparación de los hepatocitos para la proliferación y la regeneración hepática3. Los resultados comúnmente estudiados después de 2/3 de PH en modelos de enfermedad como la enfermedad del hígado graso no alcohólico o en antecedentes genéticos específicos incluyen el riesgo de insuficiencia hepática aguda, medidas cualitativas y cuantitativas de la capacidad regenerativa del hígado y otras respuestas biológicas al estrés o lesiones traumáticas 1,3.
Sin embargo, aún no se ha establecido un modelo de ratón que imite el síndrome funcional o anatómico de tamaño pequeño, tal como se produce después de una resección hepática prolongada por cáncer o un trasplante de injertos hepáticos marginales (esteatosis o tiempo isquémico prolongado) o parciales (divididos o de hígado de donante vivo). Para abordar esta necesidad, se requieren modelos de resecciones hepáticas más extensas que se extiendan más allá del mantenimiento de una masa hepática mínima (y funcional) para modelar el síndrome hepático de tamaño pequeño y el aumento de la mortalidad que se asocia con este síndrome 6,7.
La anatomía del hígado de ratón exhibe una variación mínima. El hígado de ratón está compuesto por cinco lóbulos, cada uno de los cuales representa el siguiente porcentaje de la masa hepática total: lóbulo izquierdo (LL; 34,4 ± 1,9%), lóbulo mediano (ML; 26,2 ± 1,9%), lóbulo superior derecho (también llamado superior derecho) (RUL; 16,6 ± 1,4%), lóbulo inferior derecho (también llamado inferior derecho) (RLL; 14,7 ± 1,4%) y lóbulo caudado (CL, 8,1 ± 1,0%)1, 5. Cada lóbulo está irrigado por una tríada portal, que incluye una rama de la arteria hepática, una rama de la vena porta y un conducto biliar5. Históricamente, se han descrito varias técnicas para realizar un PH de 2/3 mediante la resección de la LL y la ML. Entre ellas se encuentran: 1) la técnica clásica que consiste en una única ligadura en bloque en la base de cada uno de los lóbulos resecados; 2) la técnica de clip hemostático, utilizando clips de titanio aplicados en la base de los lóbulos resecados; 3) una técnica de preservación del parénquima orientado al vaso, que utiliza suturas perforantes proximales a la pinza; y 4) una técnica microquirúrgica orientada a los vasos, mediante la cual se ligan las ramas de la vena porta y la arteria hepática antes de la resección del lóbulo1. Si bien cada técnica tiene fortalezas y debilidades relativas, ninguna produce una mayor letalidad 1,8,9.
En este estudio, presentamos un método novedoso para el PH extendido del 78% en ratones. En este modelo, tres de los cinco lóbulos hepáticos, incluidos el LL, ML y RUL, se extirpan por separado mediante una técnica de ligadura (Figura 1). Este procedimiento da como resultado la resección de aproximadamente el 78% (77,2 ± 5,2%) de la masa hepática total. Nuestra elección de extirpar la LL y la ML por separado, y no "en bloque" como en la técnica clásica de la HP, minimiza las complicaciones asociadas a la resección en bloque de estos dos lóbulos, como la estenosis de la vena cava suprahepática y el aumento del riesgo de necrosis de los lóbulos restantes cuando la ligadura única se aplica demasiado cerca de la vena cava1. 10,11,12,13,14. Esto es crucial antes de pasar al paso final de este procedimiento para eliminar el RUL. Esta hepatectomía extensa en ratones C57BL/6 de tipo salvaje de 8-12 semanas de edad causa una letalidad del 50% dentro de 1 semana de la cirugía debido a una regeneración hepática fallida que causa insuficiencia hepática fulminante15,16. Este modelo de ratón de letalidad aumentada después de una hepatectomía prolongada del 78% recapitula adecuadamente la fisiopatología del síndrome de tamaño pequeño y permite el desarrollo y la prueba de estrategias novedosas para mejorar los resultados.
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Protocol
Los métodos descritos dentro de este protocolo de procedimiento han sido aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) en el Centro Médico Beth Israel Deaconess (BIDMC). Todos los experimentos se completaron de acuerdo y cumplimiento con las directrices de la IACUC y del centro de investigación animal del BIDMC.
1. Preparación preoperatoria en ratones
- Afeita el abdomen del ratón desde la mitad del esternón hasta la región suprapúbica con una tijera.
- Inducir anestesia general con isoflurano al 1-4% en oxígeno al 100%. Cuando esté anestesiado, coloque el ratón en decúbito supino sobre el campo quirúrgico con una almohadilla térmica debajo. Antes de hacer una incisión, pellizque firmemente el dedo del pie para asegurarse de que el reflejo del pedal esté ausente (si está presente, el animal responderá). Ajuste el nivel de anestesia según sea necesario para lograr un estado de anestesia general.
NOTA: Titule el isoflurano según sea necesario para mantener una anestesia general adecuada. - Administrar 1,2 mg/kg de buprenorfina de liberación prolongada (RE) por vía subcutánea para la analgesia postoperatoria. Coloque al ratón en decúbito supino con las extremidades delanteras y traseras extendidas y asegure las extremidades con cinta adhesiva; Luego, prepare un campo estéril para la cirugía.
NOTA: Asegúrese de que las extremidades delanteras estén relajadas cuando estén aseguradas para que no se obstaculice la respiración. - Prepare el abdomen con solución salina estéril tibia e hisopos betadine, alternando entre cada hisopo 3 veces. Cubre el abdomen de forma estéril.
2. Hepatectomía
- Realice una incisión vertical de laparotomía en la línea media a través de la piel desde la apófisis xifoides hasta la región suprapúbica con un bisturí. A continuación, haga una incisión a través de la línea alba con unas tijeras afiladas para entrar en la cavidad peritoneal y extienda esta incisión a lo largo de la incisión en la piel.
NOTA: Es más seguro incidir primero la línea alba en la región subxifoides donde el hígado está profundo hasta la pared abdominal para evitar lesiones en el intestino subyacente. - Retraer la pared abdominal lateralmente utilizando retractores adecuados; A continuación, pinza la apófisis xifoides con un hemostático y retrae el esternón superiormente para exponer el hígado.
- Retraiga el hígado inferiormente para exponer el ligamento falciforme y luego, transece el ligamento a lo largo del hígado con tijeras afiladas. Retraiga el hígado superiormente hacia el tórax para exponer el ligamento hepatogástrico y los ligamentos del lóbulo intrahepático y seccione estas estructuras con microtijeras afiladas.
NOTA: La retracción debe realizarse muy suavemente con aplicadores húmedos con punta de algodón, ya que el hígado, encapsulado por la cápsula de Glisson, es muy frágil y fácil de magullar y lacerar. - Retraiga el lóbulo mediano superiormente mientras mantiene el lóbulo izquierdo en su posición anatómica original. Envuelva una sutura de seda 5-0 alrededor de la parte superior medial de la LL. Refleje la LL superiormente hacia el tórax para exponer la superficie inferior del lóbulo, junte los extremos de la sutura en la base del lóbulo y ate la sutura en la base. Asegúrese de que la sutura no obstruya el flujo sanguíneo en la vena cava inferior (VCI) o en la vena porta antes de atar la sutura para ligar la LL.
NOTA: Es mejor atar esta sutura mientras la LL se refleja superiormente hacia el tórax para que la tríada portal quede bien expuesta durante la ligadura. Esto facilita la resección del lóbulo cerca de la base sin comprometer las estructuras adyacentes. - Resecar la LL justo distal a la atadura de sutura con unas tijeras afiladas y asegurarse de que un pequeño manguito de tejido (~2 mm) separe la sutura del borde del lóbulo resecado. Confirmar la hemostasia.
- Refleje el lóbulo mediano superiormente hacia el tórax, coloque una sutura de seda 5-0 alrededor de la base del ML y devuelva el ML a su posición anatómica original. Aproxime los extremos de la sutura sobre la base de la cara superior del ML y asegúrese de atarlos en la base del lóbulo. Resecar el ML ligado, dejando un pequeño manguito de tejido remanente alrededor de la atadura de sutura. Confirmar la hemostasia.
- Movilice el hígado de derecha a izquierda para exponer los lóbulos superior e inferior derecho y refleje cuidadosamente estos lóbulos medial e inferiormente. Envuelva una sutura 5-0 sobre la cara medial superior del RUL para asegurarse de que la sutura rodee la base del RUL y luego, refleje el RUL hacia el tórax. Envuelva la sutura debajo de la RUL y ate los extremos cerca de su base, luego reseque, dejando un pequeño manguito de tejido remanente alrededor de la atadura de sutura.
NOTA: El atado demasiado proximal en la base de la RUL puede comprometer el suministro de sangre a la RLL, lo que puede resultar en isquemia de la RLL y la muerte del ratón dentro de las 24 h posteriores a la operación. Por el contrario, la unión demasiado distal de la base RUL disminuye la cantidad de masa hepática resecada, lo que aumenta las tasas de supervivencia postoperatoria más allá de lo esperado. - Regrese el hígado restante a su posición anatómica en reposo y asegure la hemostasia. Si es necesario, aplique presión con gasa en las áreas de sangrado menor en los márgenes hepáticos resecados.
- Cierre la pared abdominal de la línea media (fascia y capas musculares) con una sutura de poliglactina 5-0 de forma ininterrumpida. Cierre la incisión cutánea con grapas o suturas de monofilamento 5-0.
- Suspenda la anestesia y controle al ratón hasta que recupere la conciencia y pueda deambular normalmente.
3. Cuidados postoperatorios
- Observe al ratón en el postoperatorio para asegurar una recuperación adecuada (es decir, el ratón está despierto, alerta y deambulatorio dentro de la jaula) y el control del dolor. Examine al ratón cada 2 h hasta 6 h después del procedimiento, y luego diariamente.
NOTA: Se espera que el ratón se mueva más lentamente dentro de la jaula después de la operación. El ratón debe recuperarse en una jaula aislada de otros ratones y solo debe volver a la compañía de otros ratones cuando esté completamente recuperado. - Administrar inyecciones de solución salina normal calentada (0,1-1,0 mL, subcutánea o intraperitoneal) si el ratón se vuelve hipovolémico debido a la insensibilidad al líquido o a la pérdida excesiva de sangre debido a la cirugía.
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Representative Results
Se espera que una hepatectomía extendida exitosa del 78% induzca una mortalidad del 50% en 1 semana en ratones adultos sanos de 8 a 12 semanas16. Cuando se realiza correctamente, se espera una pérdida mínima de sangre. El sangrado residual que persiste se puede controlar mediante presión manual. La muerte perioperatoria dentro de las 24 horas posteriores a la cirugía a menudo es causada por errores técnicos. Las fallas técnicas incluyen lesiones inadvertidas a grandes vasos sanguíneos que causan hemorragia intraoperatoria intratable; hemorragia postoperatoria significativa, a menudo debida a sangrado residual de los márgenes hepáticos resecados; lesión a la estructura circundante, como ligadura inadvertida de la tríada porta adyacente, la vena porta o la VCI; isquemia de la RLL secundaria a la ligadura de la RUL demasiado proximal a la base del lóbulo; y complicaciones de la anestesia general. Los signos de insuficiencia hepática incluyen letargo progresivo, aglomeración del cabello, anorexia e hipoglucemia, que a menudo se manifiestan dentro de las 24 horas posteriores a la cirugía.
Los dos resultados esperados después de una hepatectomía prolongada del 78% son la supervivencia o la muerte. En el primer escenario, el ratón se recupera adecuadamente después de la cirugía, reanuda la actividad normal dentro de las 72 horas y sobrevive más de 7 días. La laparotomía realizada a los 9-10 días del postoperatorio demuestra la recuperación completa de la masa hepática preoperatoria 4,16,17,18. El segundo resultado sería la mortalidad dentro de los 2-7 días posteriores a la cirugía. El ratón puede mostrar signos iniciales de recuperación en las primeras 12 h después de la cirugía, pero empeora relativamente rápido después debido al desarrollo de insuficiencia hepática fulminante16. El ratón muestra signos de estrés, pérdida de peso y letargo progresivo hasta la muerte. Ejemplos de resultados inesperados incluyen la muerte por complicaciones técnicas o tasas de supervivencia en ratones muy por encima o por debajo del 50% después de una hepatectomía prolongada del 78%.
Nuestro laboratorio fue pionero en esta hepatectomía extendida del 78% y validó su utilidad en un manuscrito anterior que muestra que la hepatectomía extendida del 78% en ratones BALB/c sanos de 8 semanas de edad da como resultado una letalidad del 50%, que podría anularse si el hígado del ratón fue prediseñado para expresar A20 (proteína 3 [TNFAIP3]), administrada por vía intravenosa utilizando un adenovirus recombinante16. En este estudio de Longo et al., un ratón BALB/c sano se sometió a una hepatectomía del 78% 5 días después de la administración de un vector de adenovirus recombinante que expresaba A20 humano (rAd.A20) o el control β-galactosidasa (rAd.βGal). También se incluyó un grupo control adicional no tratado. Después de una hepatectomía del 78%, Longo et al. observaron que 6 de los 12 (50%) ratones no tratados sobrevivieron al procedimiento (Figura 2)16.
Dos factores determinantes de la competencia incluyen: 1) limitar las complicaciones técnicas, como se mencionó anteriormente, siendo la principal de las cuales la isquemia de la RLL, que causa la muerte prematura, y 2) asegurar una movilización suficiente de la RUL, sin la cual no se puede apreciar el tamaño completo de la RUL y, por lo tanto, no se puede resecar adecuadamente. Esto reduce la cantidad de masa hepática resecada y, por lo tanto, mejora la tasa de supervivencia general muy por encima del 50% esperado. En el período inicial de entrenamiento del investigador/autor, 10 de 15 (67%) ratones adultos sanos macho y hembra CD1 y C57BL/6 de 11 a 21 semanas de edad sobrevivieron 1 semana después de una hepatectomía del 78% (se excluyeron 3 muertes técnicas) (Tabla 1)19,20,21. Para lograr la tasa de supervivencia esperada del 50% después de la hepatectomía del 78%, fue esencial una capacitación adicional en el contexto de una comprensión apreciativa de la anatomía del hígado de ratón para mejorar la movilización de la RUL y facilitar una resección adecuada, medida por el porcentaje estimado de hepatectomía. Después de que se consideró que la competencia técnica se había logrado por completo, 8 de 16 ratones (50%; se excluyó 1 muerte técnica) sobrevivieron 1 semana después de una hepatectomía del 78%.
Figura 1: Posición de la hepatectomía del ratón y anatomía del hígado. (Izquierda) Representación visual del posicionamiento del ratón para la laparotomía y la hepatectomía extendida del 78%. El ratón se representa en decúbito supino con una incisión de laparotomía en la línea media. (Derecha) Anatomía del hígado de ratón representada desde abajo con líneas de colores que delinean los sitios de resección. El lóbulo izquierdo, el lóbulo mediano y el lóbulo superior derecho se resecan de forma secuencial después de la ligadura de sutura en su base. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: Ventaja de supervivencia después de una hepatectomía prolongada (78%) de ratones modificados para sobreexpresar A20. Datos de supervivencia después de una hepatectomía prolongada del 78% en ratones control no tratados (no infectados), tratados con rAd.βGal y rAd.A20. La sobreexpresión de A20 en hígados de ratón produjo una ventaja de supervivencia significativa en comparación con los controles de NI (50%) y rAd.βGal (13%) (n = 12 ratones/grupo). Esta figura es de Longo et al.16. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Sobrevivió | Difunto | Falla técnica | Total | % estimado de hepatectomía | Tasa de supervivencia | |
| Pre-Competencia | 10 | 5 | 3 | 18 | 68 ± 3.9% | 10/15 (66%) |
| Post-Competencia | 8 | 8 | 1 | 17 | 79 ± 2.4% | 8/16 (50%) |
Tabla 1: Resultados del entrenamiento de hepatectomía extendido del 78%. Resultados de supervivencia dentro de 1 semana después de una hepatectomía extendida del 78% en ratones adultos sanos CD1 y C57BL/6 de 11 a 21 semanas de edad. La competencia técnica se autodeterminó a través de mejoras observables en el éxito técnico y la resección adecuada del lóbulo superior derecho, calculado por el porcentaje estimado de hepatectomía (media ± SEM).
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Discussion
Para realizar con éxito una hepatectomía prolongada del 78% que causa una letalidad del 50% en ratones, es fundamental que cada lóbulo del hígado se reseque con precisión. Este nivel de competencia y precisión solo se puede lograr si el procedimiento se realiza repetidamente. La curva de entrenamiento varía entre los operadores, pero generalmente requiere de 3 a 6 meses de práctica. Una resección hepática en la que se extirpa menos del 78 % de la TLM daría lugar a tasas de supervivencia más altas, mientras que una resección hepática en la que se extirpa más del 78 % de la TLM daría lugar a una mayor letalidad. Cada resección de lóbulo es un desafío, aunque no en la misma medida.
El lóbulo izquierdo es el más fácil de resecar de forma fiable. La base de la LL es estrecha y, cuando se refleja superiormente, el operador puede identificar fácilmente la base del hígado y atar la sutura en la misma posición con un volumen de resección del lóbulo casi idéntico cada vez. El lóbulo mediano tiene la base más ancha en comparación con el LL y el RUL. Por lo tanto, requiere que el operador estime cuidadosamente dónde se debe colocar la sutura y aproxime cuidadosamente los extremos de la sutura en la base del ML antes de resecar el lóbulo. Cuando el ML se ata demasiado proximalmente, la sutura puede comprometer el drenaje venoso del hígado o impedir el retorno de la sangre de la VCI al corazón. Cuando la ML se liga demasiado distalmente, se reseca una masa hepática insuficiente y el riesgo de hemorragia en el margen de resección aumenta, ya que la base de la ML es más ancha. El lóbulo superior derecho es quizás el más difícil de resecar de forma fiable. La posición anatómica de la RUL posterior en la cavidad peritoneal dificulta el envolvimiento completo de la sutura alrededor de su base, lo que podría resultar en una resección incompleta de este lóbulo. Por el contrario, si la sutura se ata demasiado proximalmente a la base de la RUL, el suministro de sangre al lóbulo inferior derecho podría verse comprometido, causando isquemia de esta RLL y aumentando la probabilidad de mortalidad postoperatoria.
Otros elementos críticos para minimizar los riesgos relacionados con el procedimiento incluyen la minimización de la anestesia general (p. ej., isoflurano) para reducir la toxicidad y garantizar una hemostasia adecuada después de cada resección del lóbulo para limitar la hemorragia posoperatoria. Es importante tener en cuenta que la hepatectomía extendida al 78% se realiza preferentemente en ratones adultos de 8 a 12 semanas de edad, ya que los ratones más viejos pueden exhibir más variabilidad en las tasas de supervivencia debido a su mayor masa corporal y menor capacidad hepática regenerativa, mientras que los ratones más jóvenes pueden sufrir mayores complicaciones técnicas debido al menor tamaño de su hígado y una mayor tasa de complicaciones relacionadas con la anestesia. Suponemos que el 50% de letalidad observado después de una hepatectomía del 78% corresponde a características intrínsecas de un solo ratón que se relacionan con sutiles variaciones anatómicas en el porcentaje relativo de cada masa de lóbulo hepático en relación con la masa hepática total entre animales individuales. La hepatectomía del 78% en ratones representa un umbral anatómico en el que solo el 50% de los animales pueden regenerarse y sobrevivir de manera oportuna y exitosa, mientras que el otro 50% no lo logra y muere. También reconocemos que las diferencias sutiles en la manipulación del hígado podrían estar asociadas con diferentes grados de daño hepático y, por lo tanto, sesgar este delicado equilibrio hacia el fracaso en la regeneración y la muerte22.
Sin embargo, el factor más limitante sigue siendo el dominio del procedimiento quirúrgico en sí, que solo puede llegar con la práctica. La práctica es esencial para garantizar un resultado reproducible a través de un mapeo preciso de las suturas en la base de cada lóbulo hepático. Una nota de precaución es que las variaciones individuales en la anatomía del hígado entre los ratones, que son raras, pueden requerir alguna modificación en la técnica. Otras intervenciones que se deben considerar caso por caso para mejorar el éxito incluyen la administración de bolos de solución salina normal en caso de grandes pérdidas insensibles de líquidos o hemorragia significativa, y la presión manual prolongada o electrocauterización en el margen hepático en casos de hemorragia persistente.
En resumen, la hepatectomía extendida del 78% en un modelo de ratón es una técnica valiosa para la investigación científica traslacional. La capacitación extensiva es fundamental para lograr un resultado técnicamente exitoso asociado con este procedimiento. Los ratones no solo son una especie de animal pequeño preferida que es fácil de manejar y relativamente barata, sino que también están disponibles en una serie de cepas endogámicas bien estudiadas, además de un número cada vez mayor de líneas genéticamente modificadas (transgénicas, knockout (KO), específicas del tipo de célula y KO condicional), lo que permite estudios mecanicistas finos 3,9,23. Además de los ratones modificados genéticamente, varias patologías, como la enfermedad del hígado graso no alcohólico, la cirrosis y la diabetes, que se sabe que influyen en la supervivencia y los resultados después de la resección hepática, se pueden inducir fácilmente en ratones 24,25,26,27,28,29,30,31.
Como se mencionó anteriormente, el PH clásico 2/3 sigue siendo extremadamente valioso, pero no recapitula la alta letalidad que se asocia con la resección hepática prolongada para el cáncer o el síndrome de tamaño pequeño después del trasplante hepático cuando la masa hepática es anatómica o funcionalmente inadecuada (como en los hígados grasos)7,32,33,34. Cuando se realiza correctamente, esta hepatectomía extendida del 78% resulta en una muerte postoperatoria del 50%, lo que refleja mejor la realidad clínica, como el seguimiento de resecciones hepáticas extensas por trauma o cáncer y en el contexto del síndrome de tamaño pequeño después del trasplante de injertos hepáticos marginales, y también después de una mera cirugía hepática en pacientes con esteatohepatitis no alcohólica (EHNA) grave o cirrosis16, Artículo 32. Este modelo de ratón representa un paso de prueba de concepto muy valioso y necesario para probar nuevas estrategias terapéuticas para mejorar los resultados en todas estas condiciones. Cualquier resultado positivo en ratones está destinado a disminuir sustancialmente el número de animales necesarios para realizar estudios pre-traslacionales en animales grandes antes de la traslación clínica de terapias innovadoras.
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Disclosures
No hay conflictos de intereses que revelar.
Acknowledgments
Este trabajo fue apoyado por las subvenciones R01 de los NIH DK063275 y HL086741 a la FQ. PB y TA son beneficiarios de una beca de la NRSA del HL007734 de subvenciones de capacitación T32 del NHLBI.
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).
