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Indução rápida hipertrofia hepática usando associando partição do fígado e ligadura da veia porta para um hepatectomy encenada (ALPPS) tem sido proposto para ressecção de tumores no fígado ressecável no limite. Este modelo pode elucidar os mecanismos envolvidos na hipertrofia rápida e permite testes de drogas que promovem ou bloqueiam a aceleração da regeneração.
Dados clínicos recentes suportam uma abordagem cirúrgica agressiva para tumores primário e metastático no fígado. Para algumas indicações, como metástases hepáticas colo-rectal, a quantidade de tecido hepático deixados para trás após ressecção hepática tornou-se o principal fator limitante do resectability dos grandes ou múltiplos tumores no fígado. Uma quantidade mínima de tecido funcional é necessária para evitar a complicação grave da post-hepatectomy insuficiência hepática, que tem alta taxa de morbidade e mortalidade. Induzir o fígado crescimento do potencial remanescente antes da ressecção tornam-se mais estabeleceu em cirurgia do fígado, ou sob a forma de embolização da veia porta por radiologistas intervencionistas, ou na forma de ligadura de veia porta várias semanas antes da ressecção. Recentemente, foi demonstrado que a regeneração hepática é mais extensa e rápida, quando a transecção parenquimatosa é adicionada à ligadura da veia porta numa primeira fase e, em seguida, após apenas uma semana de espera, ressecção realizada numa segunda fase (partição associando com o fígado e ligadura da veia porta para encenada hepatectomy = ALPPS). ALPPS rapidamente se tornou popular em todo o mundo, mas tem sido criticado por sua mortalidade perioperatória alta. O mecanismo de crescimento acelerado e extenso induzido por este procedimento não tem sido bem compreendido. Modelos animais foram desenvolvidos para explorar os mecanismos fisiológicos e moleculares de regeneração hepática acelerada em ALPPS. Este protocolo apresenta um modelo do rato que permite a exploração mecanicista da regeneração acelerada.
O tamanho do fígado remanescente limita a resectability de tumores no fígado. 1 em geral, quando inferior a 25% fígado tecido é deixado para trás, o paciente está em risco aumentado de morte por insuficiência hepática aguda devido à falta de função metabólica para o organismo inteiro ("pequeno demais para síndrome de tamanho"). 2 este post-hepatectomy insuficiência hepática é a complicação mais devastadora após ressecção hepática. Portanto os médicos tentaram induzir a regeneração hepática antes da ressecção do fígado manipulando o fluxo da veia portal. 3 verificou que, uma vez que a veia porta é obstruída, a parte restante com o fluxo da veia porta começa a crescer a um ritmo lento e, assim, pode aumentar até 60% no tamanho. Ligadura cirúrgica5 ou intervencionista veia porta 4 oclusão ambos foram clinicamente estabelecidos. 4 o aumento do volume e função do fígado é confiável, mas a taxa de crescimento do fígado após oclusão portal é apenas cerca de um quinto em comparação com o crescimento do fígado remanescente após hepatectomy parcial. 6
O tempo necessário para o fígado crescer é semanas a meses, mesmo que o fígado pode regenerar em uma taxa muito mais rápida após a ressecção. Como tal, o fígado é o único órgão que cresce voltar à função normal após a remoção de uma parte dela. 7 um novel procedimento induzindo a regeneração hepática em um ritmo semelhante como depois hepactectomy parcial foi desenvolvido por um grupo de cirurgiões quem descobriu que adicionando uma transecção entre o obscurecidas e a parte não-obstruída do fígado induz o fígado hipertrofia com a mesma taxa de crescimento, como após a ressecção hepática, mas antes da ressecção. 9 o procedimento inicia rápida hipertrofia de 80% dentro de um remanescente de semana fígado no futuro, o que permite a ressecção de tumores extensos, principalmente irressecável, fígados dentro de uma semana. O procedimento foi chamado "Associação ligadura da partição do fígado e da veia porta para encenada hepatectomy = ALPPS" e tornou-se rapidamente popular em todo o mundo. 10 vários relatórios de suporte para uma expansão da resectability de tumores no fígado ressecável no limite alcançado pela nova técnica,11 enquanto o complexo procedimento cirúrgico também foi criticado por sua taxa de complicação de alta. 12 , 13
O desenvolvimento de um roedor e também grandes modelos animais de lenta e rápida hipertrofia tem sido tentados desde a publicação do ALPPS em 2012 para permitir uma melhor caracterização histológica e a compreensão dos mecanismos e para testar os efeitos de drogas sobre o taxas de crescimento diferente de tecido do fígado em animais. O primeiro modelo animal desenvolvido foi um modelo do rato. Neste modelo, hipertrofia rápida após a transecção parenquimatosa entre o direito e a parte esquerda do lobo mediano acelerado regeneração do lobo bem mediano. 14 um modelo diferente foi introduzido mais tarde no mouse. Neste modelo o lóbulo lateral esquerdo foi ressecado e os ramos da veia porta para cada lóbulo do fígado exceto o lóbulo mediano esquerdo foram amarrados. 15 entretanto, grandes modelos animais de ALPPS em suínos foram descritos também. 16
Para o estudo dos mecanismos fisiológicos, como alterações de fluxo e pressão na veia porta, perfusão e oxigenação do tecido do fígado, o modelo de rato é superior ao modelo de ALPPS em camundongos. Outra vantagem do rato sobre o modelo murino é que no modelo de rato, não há nenhuma necessidade para uma ressecção do lóbulo lateral esquerdo,15 que possam contaminar os efeitos da ressecção hepática com aqueles de ALPPS. O modelo de rato em contraste não reduz o fígado massa celular. Um modelo de porco usa o lóbulo direito posterior do lóbulo crescente, mas o fígado de porco é altamente lobulado. Portanto, é difícil criar um avião de transecção na ponte de tecido já fina entre o posterior direito e o lobo anterior direita. Em contraste, o lóbulo mediano em ratos consistem de duas partes que são fornecidas separadamente por uma veia porta cada e um avião transecção parenquimatosa pode ser facilmente criado entre os dois usando técnicas microcirúrgicos. A disponibilidade de computador pequeno animal tomografia computadorizada (TC) e/ou ressonância magnética (MRI) permite a quantificação muito exata do crescimento volumétrico entre ligadura da veia porta sozinha e ligadura da veia porta e a transecção adicionada, que é importante para a validação de qualquer modelo de rápida hipertrofia hepática.
O protocolo aqui apresentado descreve a técnica cirúrgica e procedimentos usados para validação volumétrica e Caracterização fisiológica do modelo de lenta e rápida hipertrofia após ligadura da veia porta e ligadura da veia porta com transecção, respectivamente, em ratos.
Todos os experimentos neste protocolo foram aprovados pelas autoridades veterinárias do Cantão de Zurique, Suíça (número 60/2014). Além disso, todas as etapas experimentais foram realizadas em estrita conformidade com as orientações em experiências com animais pelas diretrizes da Federação de Europeu laboratório Animal ciência associações (FELASA) e o suíço Academia de ciências médicas (SAMS) .
1. criação de animais, sala de operação de equipamentos e instrumentos, anestesia
2. início da cirurgia
3. a veia porta ligadura (LPC)
4. a veia porta ligadura com transecção (PVL + T)
5. intra-operatória medição da pressão da veia porta e fluxo de Volume
6. últimos passos da cirurgia
7. fígada volumetria em ratos utilizando pequeno Animal CT
A ligadura da veia porta de dois procedimentos cirúrgicos diferentes (LPC) e LPC com resultado de transecção (PVL + T) na cinética de crescimento distintamente diferentes. PVL induz aumento de volume moderado dentro de 3 dias, enquanto que no LPC + T um lobo bem mediano muito maior (RML) pode ser visto (Figura 5). Isto pode ser verificado por volumetria diária. O volume da RML aproximadamente dobra dentro de 3 dias no LPC, enquanto que triplica em PVL + T.17
Medições de fluxo na veia porta revelam um fluxo estável, apesar da área de fluxo reduzido no PLV e também o PVL + T (ver Figura 3A em Schadde et al . 17). isto sugere que o fluxo de volume de sangue portal inteiro é dirigido através de aproximadamente 26% do parênquima hepático anterior, causando "portal hiperfluxo".
Medição de pressão dentro da veia portal revela um aumento agudo da pressão média veia porta de 5 mmHg a 9 mmHg no LPC e PVL + T (ver Figura 3B em Schadde et al . 17). este é provavelmente um resultado de hiperfluxo o portal. Transecção sozinha não resulta em um aumento de pressão portal aguda, uma vez que o volume de tecido do fígado não é reduzido. 17 repetidas medições mostram que o aumento de pressão permanece estável por 24 h.17
Figura 1 : Anestesia. (A) após o enxaguamento uma caixa com isoflurano (5% de vol) para induzir anestesia para o animal, o isoflurano é vaporizado (600 mL oxigênio/min) para a manutenção da anestesia geral. (B) os animais são fixados sobre uma superfície estéril funcionamento sob um microscópio de operação. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2 : Equipamento esterilizado. (A) estéril esponjas húmidas para exposição e retração. (B) fio minitractores ligados a bandas de borracha. (C) pinça Bipolar, tesoura Potts; um microfórceps curvado, reta microdissectors é usado para dissecar os ramos da veia porta. Agulhas, porta agulhas e tesouras maiores (D) são usadas para abertura e encerramento. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3 : Dissecação. (A) os lados do abdômen e xifoide estão retraídos com suturas de seda 3-0 após a laparotomia mediana. (B) por retraindo o estômago, intestino pequeno e grande porte lateralmente, o ligamento gastroduodenal em ratos e o Hilo hepático pode ser exposto. (C) na ligadura da veia porta (LPC), o ramo da veia porta para os lóbulos certo (1), o lobo lateral esquerdo (2) e os lobos caudados (3) são ligados com laços de seda 6-0 (à esquerda). No LPC com transecção (PVL + T), além disso, a linha de demarcação isquêmica entre lóbulo bem mediano (RML) e lóbulo mediano esquerdo (LML) é seccionada (à direita). (D) a fotografia mostra a linha de demarcação distintas entre amor, minha vida e RML (à esquerda). Esta linha é seguida para a transecção usando um microfórceps bipolar para PVL + T (à direita). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4 : Medida intra-operatória da pressão da veia porta e fluxo volumétrico. (A) durante o procedimento, um transdutor de pressão da agulha é inserido na veia portal exposta. Sonda de fluxo de volume (B) a 2 mm é usada para medir fluxos de volume na veia portal principal. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5 : Volumetria hepática. O fígado aumenta mais em tamanho após a PVL + T que depois PVL sozinho. A figura a mostra diária volumetria realizada na imagem digital e comunicações em medicina (DICOM) arquivos obtidos com um micro rato CT scanner e usando o domínio público de plataforma de imagem. Enquanto a diferença é evidente em imagens axiais, volumetria quantitativa como realizado em um relatório anterior17, mostra uma diferença significativa na cinética de crescimento. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Este protocolo apresenta um modelo animal de ALPPS com sua rápida hipertrofia induzida pelo LPC + T, que aproximadamente dobra o aumento de volume dentro de 3 dias em relação ao LPC sozinho. 17 o lobo hepático direito médio é usado como um lobo de modelo para o crescimento do fígado porque o lobo médio hepático é uma massa parenquimatosa contígua fornecida por duas veias portal separadas para sua esquerda e a sua direita, como mostrado na Figura 1 , em uma reserva trabalho publicado. 17 em comparação com outros relatórios, o modelo oferece algumas vantagens. Anatomicamente, a escolha do lobo médio melhor representa o fígado humano como uma massa parenquimatosa contíguo que permite para transecção e desse modo obliteração da circulação colateral. A ramificação da veia porta para o lobo mediano esquerdo (LML) dentro do lobo esquerdo lateral (LLL) permite uma ligadura combinada de amor minha vida e LLL.
Tem havido vários ratos e um modelo murino de ALPPS desenvolvido e descrito. 18 rato muitos modelos19,20 e o único rato modelo15 descrito requer uma redução em massa hepática. Redução em massa pode desencadear hipertrofia avançada independentemente. Isto está em contraste com nossos17 e modelos similares de rato. 14 , 21 , 22 , 23 a vantagem de um modelo murino pode ser o uso de animais geneticamente modificados. Como alternativa para esses modelos animais pequenos, um modelo de porco foi desenvolvido,16 usando uma técnica cirúrgica semelhante como em seres humanos e resultando em taxas de crescimento semelhantes. Apesar do fato, de que isto provavelmente mais se assemelha ao procedimento cirúrgico humano, pequenos modelos animais ainda podem ser muito importantes, pois eles são mais rápidos, são mais fáceis de realizar, permitir maior número de animais por grupo e são menos dispendiosos.
Fisiologicamente, o modelo de rato permite o estudo do fluxo de sangue, collateralization e oxigenação mais facilmente do que um modelo do rato. Este estudo é o primeiro a usar a mesma metodologia usada clinicamente em seres humanos para avaliar as variações de volume do fígado, ou seja CT volumetria. Em contraste com alguns outros estudos, que incluem um grupo de controle (por exemplo, em um modelo de porco de ALPPS24) ainda não assumir a cinética de crescimento de ALPPS, nós validado a hipertrofia, comparando PVL com LPC + T. Enquanto sob PVL a RML duplas em dentro de 3 dias, LPC + T aumenta hipertrofia significativamente. Esta aceleração da hipertrofia depois de 3 dias pela transecção adicionado espelha exatamente a condição humana, onde um aumento de 46% volume tem sido relatado em uma grande meta-análise para PVE e um aumento de 86% em ALPPS após 10 dias do primeiro relatório de registro ALLPS grande de 202 pacientes. 25 tanto o procedimento de rato PVL + T e humanos ALPPS dobrar a quantidade de hipertrofia alcançada em seus respectivos períodos de tempo para os tipos de dois procedimento.
Passos críticos neste protocolo incluem a dissecação dos ramos da veia porta LPC e a transecção do lobo mediano em PVL + T. Durante a dissecção dos ramos da veia porta, é importante interromper a fina camada de peritônio cobrindo o ligamento hepatoduodenal inteira e não para empurrar os instrumentos contra a resistência. Uma lágrima acidental na veia portal podem ser interrompida por pressão usando cotonetes sozinhos, mas pode ser irreparáveis e exigem o sacrifício do animal. Em geral, deve-se enfatizar, que os animais sofrem uma perda de sangue de mais de um estimado de 10% do volume de sangue do animal, deve ser excluído do estudo, pois isso pode alterar os resultados do estudo e causa desnecessária sofrimento dos animais.
Transecção do lobo mediano pode ser conseguida cauterização cuidadosa do tecido hepático usando pinça bipolar prata fina e bastante soro fisiológico pingando, seguido pelo simples corte do tecido cauterizado usando uma tesoura. A transecção deve ser parado antes de encontrar a veia cava, que é executado dentro do fígado em roedores, para evitar sangramento e embolia gasosa na veia cava. Entrada de ar na circulação pulmonar leva a súbita parada cardíaca em ratos.
Solução de problemas do presente protocolo pode incluir todas as modificações que levam a aumentar o estresse fisiológico dos animais, tais como hipotensão induzida por oversedation, hipotermia, aumento da perda de sangue e vezes demasiado tempo operatório. Bem, este protocolo pode ser modificado para outras espécies de roedores como ratos. Efetuamos, com êxito, a técnica descrita no presente protocolo em camundongos C57BL/6 (dados não mostrados).
Uma limitação do presente protocolo é de uso exclusivo do presente protocolo para estudar os mecanismos de rápida contra hipertrofia lenta; Portanto, a segunda etapa do processo de "ALPPS", a ressecção do tecido do fígado deportalized todos menos o fígado hipertrofiado, não está descrita neste protocolo. Esta ressecção no entanto pode facilmente ser conseguida seguindo a norma técnica de ressecção hepática em roedores, utilizando ligadura de sutura e, em seguida, a remoção dos lobos fígados usando uma tesoura.
Em geral, este modelo atual permite experimentos elucidar o mecanismo de rápida hipertrofia hepática e testes de medicamentos e intervenções. Usando este modelo, foi recentemente mostrado que rápida hipertrofia da RML pode também ser induzida pela ligadura da veia porta em conjunto com hipóxia de sinalização usando inibidores prolil-hidroxilase, sugerindo que hipóxia sinalização minha peça um papel importante no modulação da cinética de crescimento do fígado. Drogas como inibidores da prolil-hidroxilase podem acelerar a regeneração hepática e devem ser mais testaram. 17 , 26 aplicações do futuro deste modelo podem ser que o papel dos agentes quimioterápicos convencionais e romance pode ser testado e seu efeito sobre a aceleração da regeneração hepática pode ser ainda mais elucidado. O modelo também oferece a oportunidade de estudar a função do fígado usando por exemplo indocianina verde (ICG) ou cintilografia de ácido (HIDA) vilosidades iminodiacetic em ratos porque, finalmente, alterações volumétricas lentas e rápidas terá de ser colocado no contexto de regeneração hepática funcional desde que a função do fígado é mais importante do que o volume de fígado. 27 , 28 as avaliações dos pacientes ALPPS com ICG29 e HIDA cintilografia30,31 até agora só foram testadas em estudos de coorte retrospectivo, mas estes ainda podem ser ferramentas muito importantes para responder à pergunta Se as alterações de volume ou função são semelhantes ou diferentes em rápida regeneração hepática.
Em resumo, apresentamos um modelo bem caracterizado e padronizado de regeneração hepática rápida e lenta, que permitirá futuros estudos em cirurgia hepática regenerativa.
Os autores não têm nada para divulgar.
Os autores têm sem agradecimentos.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Isoflurane, 250 mL bottles | Attane, Piramal, Mumbai, India | LDNI 22098 | Standard vet. equipment |
Tec-3 Isofluorane Vaporizer | Ohmeda, GE-Healthcare, Chicago, IL | not available anymore | Standard vet. equipment |
Buprenorphine (Temgesic) | Indivior, Baar, Switzerland | 7680419310353 | GTIN-number |
Vitamine A ointment | Bausch&Lomp, Zug, Switzerland | 7680223980247 | GTIN-number |
Atropine sulfate 0.5 mg/mL | Sintetica SA, Mendrisio, Switzerland | 7680565330045 | GTIN-number |
Microsurgery microscope | Olympus, Tokio, Japan | SZX10 | Standard vet. equipment |
Betadine | Mundipharma, Basel, Switzerland | 7680342821377 | GTIN-number |
Sponges | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | NK83.1 | Mini-sponges |
Abdominal Wall retractors | N/A | N/A | Self-made from paper clips and Q-Tips |
3-0 silk | Ethicon, Sommerville, NJ | K872H | Standard surgical |
Scissors | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 503371 | Standard microsurgical |
Adson forceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 501244-G | Standard microsurgical |
Fine tips microforceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 501976 | Tips need to be polished regularly |
Curved fine tips microforceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 504513 | Essential to go around the portal vein branches |
6-0 LOOK black braided silk | Surgical Specalities Corporation, Wyomissing, PA | SP114 | Spool, precut prior to the procedure |
2-0 silk sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | K833 | Standard surgical |
5-0 maxon sutures | Covidien, Dublin, Ireland | 6608-21 | Standard surgical |
Bipolar microforceps | Sutter, Freiburg, Germany | 780148SGS | Essential for parenchymal transection |
Q-tips small | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | EH11.1 | Standard surgical |
Q-tips big | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | XL54.1 | Standard surgical |
G30 needle | Terumo, Tokyo, Japan | NN-3013R | Standard anesthesia equipment |
2 mm volume flow probe | Transonic Systems, Ithaca, NY | MA-2PS | Smallest available probe for HAT-311 flow meter |
Transonic flow meter | Transonic Systems, Ithaca, NY | HAT-311 Transsonic flow QC meter | One of the first generation flow flow meters for surgery |
ExiTron nano 12,000 | Miltenyi Biotech, Bergisch Gladbach, Germany | 130-095-698 | Nanomoloecular contrast medium that opacifies liver and spleen |
G26 intravenous catheter | Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 391349 | Standard anesthesia equipment |
Quantum FX MicroCT | Perkin Elmer, Waltham, MA | N/A | Standard small animal CT scanner at the institute of physiology, University of Zürich |
OsiriX 8.0 | Pixmeo Sarl, Geneva, Switzerland | N/A | Public domain software : www.pixmeo.com |
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