Modèle de rat de la Partition du foie associant et la ligature de la veine porte pour la procédure de mise en scène une hépatectomie (ALPPS)

Résumé

Induction rapide hypertrophie du foie par une hépatectomie Staged associant la Partition de foie et de la ligature de la veine porte (ALPPS) a été proposé pour la résection de tumeurs hépatiques résécables borderline. Ce modèle peut élucider les mécanismes impliqués dans l’hypertrophie rapide et permet de tester des médicaments qui favorisent ou bloquent l’accélération de la régénération.

Résumé

Les données cliniques récentes appuient une approche chirurgicale agressive aux tumeurs hépatiques primaires et métastatiques. Pour certaines indications, comme colorectal présentant des métastases hépatiques, la quantité de tissu hépatique reste après que résection hépatique est devenue le principal facteur limitant de la résécabilité des grandes ou des tumeurs hépatiques multiples. Une quantité minimale de tissu fonctionnel est nécessaire afin d’éviter la complication grave de post-hépatectomie insuffisance hépatique, qui a le taux élevé de morbidité et de mortalité. Induire la croissance du foie de son rémanent prospective avant la résection s’est plus imposé dans la chirurgie hépatique, soit sous la forme d’embolisation de la veine porte par les radiologues interventionnels ou sous forme de ligature de la veine porte plusieurs semaines avant la résection. Récemment, il a été montré que la régénération du foie est plus large et plus rapide, quand la transection parenchymateuse est ajoutée à la ligature de la veine porte dans un premier temps, puis, après seulement une semaine d’attente, résection réalisée dans un deuxième temps (associant foie Partition et la ligature de la veine porte pour une hépatectomie Staged = ALPPS). ALPPS est rapidement devenu populaire à travers le monde, mais a été critiqué pour sa mortalité périopératoire élevé. Le mécanisme de croissance accélérée et une vaste induite par cette procédure n’a pas été bien compris. Modèles animaux ont été développés afin d’explorer les deux les mécanismes moléculaires et physiologiques de régénération hépatique accélérée dans ALPPS. Ce protocole présente un modèle de rat qui permet une exploration mécaniste de la régénération accélérée.

Introduction

La taille du foie reste limite la résécabilité de la tumeur du foie. ¹ en général, lorsqu’il y a moins de 25 % du foie tissu est laissé pour compte, le patient est à risque accru de décès par insuffisance hépatique aiguë due à l’absence de fonction métabolique pour l’organisme entier (« trop petite pour syndrome de taille »). ² ce post-hépatectomie insuffisance hépatique est la complication la plus dévastatrice après résection hépatique. C’est pourquoi cliniciens ont essayé d’induire une régénération du foie avant la résection du foie en manipulant le débit de la veine porte. ³ il a été constaté que, une fois la veine porte est obstruée, la partie restante avec l’écoulement de la veine porte commence à se développer à un rythme lent et peut ainsi augmenter jusqu'à 60 % dans la taille. ⁴ ligature chirurgicale⁵ ou veine interventionnelle occlusion ont tous deux été cliniquement établi. ⁴ l’augmentation de volume et de la fonction du foie est fiable, mais le taux de croissance du foie après que occlusion portail est seulement environ un cinquième par rapport à la croissance du foie reste après hépatectomie partielle. ⁶

Le temps nécessaire pour le foie à se développer est semaines et des mois, même si le foie peut se régénérer à un rythme beaucoup plus rapide après la résection. Ainsi, le foie est le seul organe qui pousse retour au fonctionnement normal après le retrait d’une partie de celui-ci. ⁷ une nouvelle procédure induisant la régénération du foie au même rythme qu’après que hepactectomy partielle a été développé par un groupe de chirurgiens qui a découvert que l’ajout d’une transection entre l’occlusion et la partie non occlus du foie induit foie à la même vitesse de croissance comme l’hypertrophie après résection du foie, mais avant la résection. ⁹ la procédure initie une hypertrophie rapide de 80 % dans un vestige de la semaine à l’avenir du foie, qui permet l’exérèse de tumeurs vaste, principalement non résécables, foie dans une semaine. La procédure a été appelée « associé Partition de foie et de la veine porte de ligature pour une hépatectomie Staged = ALPPS » et est devenu rapidement populaire à travers le monde. ¹⁰ plusieurs rapports soutiennent un élargissement de la résécabilité de borderline tumeurs hépatiques résécables obtenus par la technique nouvelle,¹¹ alors que l’intervention chirurgicale complexe a également été critiquée pour son taux élevé de complication. ^{12 , 13}

Le développement d’un rongeur et aussi grands modèles animaux d’hypertrophie lent et rapide a été tentées depuis la publication de ALPPS en 2012 pour permettre un mieux la caractérisation histologique et la compréhension des mécanismes et de tester les effets des médicaments sur les différents taux de croissance du tissu hépatique chez les animaux. Le premier modèle animal développé était un modèle de rat. Dans ce modèle, hypertrophie rapide après transection parenchymateuse entre le droit et la partie gauche du lobe médian a accéléré la régénération du lobe médian droit. ¹⁴ un modèle différent a été introduit plus tard chez la souris. Dans ce modèle, le lobe latéral gauche est réséqué et les branches de la veine porte à chaque lobe du foie sauf le lobe médian gauche étaient attachés. ¹⁵ dans l’intervalle, grands modèles animaux de ALPPS chez les porcs ont été décrits ainsi. ¹⁶

Pour l’étude des mécanismes physiologiques comme les variations de débit et de pression dans la veine porte, la perfusion et l’oxygénation du tissu hépatique, le modèle de rat est supérieur au modèle de ALPPS chez la souris. Un autre avantage du rat sur le modèle murin est que dans le modèle de rat, il n’y a aucune nécessité à une résection du lobe latéral gauche,¹⁵ qui peuvent contaminer les effets de la résection hépatique avec ceux de ALPPS. En revanche, le modèle de rat ne réduit pas le foie masse cellulaire. Un modèle de porc utilise le lobe postérieur droit comme le lobe en pleine croissance, mais le foie de porc est hautement lobulée. Par conséquent, il est difficile de créer un plan de coupe transversale dans le pont de tissu déjà mince entre le postérieur droit et le lobe droit antérieur. En revanche, le lobe médian chez les rats se composent de deux parties qui sont fournis séparément par une veine chaque et un avion de transection parenchymateuses peut facilement être créé entre les deux à l’aide de techniques microchirurgicales. La disponibilité de petits animaux tomodensitométrie (CT) ou résonance magnétique imagerie (IRM) permet la quantification très exacte de la croissance volumétrique entre la ligature de la veine porte seule et la ligature de la veine porte et la transection ajoutée, qui est important pour la validation de n’importe quel modèle d’hypertrophie hépatique rapide.

Le protocole présenté ici décrit la technique chirurgicale et les procédures utilisées pour la validation volumétrique et caractérisation physiologique du modèle de l’hypertrophie lente et rapide après la ligature de la veine porte et la ligature de la veine porte avec transection, respectivement, chez les rats.

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Protocole

Toutes les expériences dans le présent protocole ont été approuvées par les autorités vétérinaires du Canton de Zurich (numéro 60/2014). En outre, toutes les mesures expérimentales ont été effectuées en stricte conformité avec les lignes directrices sur des expériences avec des animaux par l’Académie Suisse des Sciences médicales (ASSM) et les lignes directrices de la Fédération d’européen Laboratory Animal Science Associations (FELASA) .

1. l’élevage, équipement de salle d’opération et Instruments, anesthésie

1. Garder des rats Wistar mâles avec un poids de 250 à 300 g dans des cages ventilées dans des conditions normalisées exempts de micro-organismes pathogènes dans un cycle lumière/obscurité de 12/12 h. Donner animaux libre accès à la nourriture et l’eau à une température ambiante de 22 ± 1 ° C.
2. Induire l’anesthésie dans une boîte, où l’isoflurane est rincé avec 5 % en volume pour 30 s (Figure 1 a), suivie par une concentration de 3 % en volume d’isoflurane, jusqu'à ce que l’animal soit sous anesthésie profonde. Confirmer le niveau de l’anesthésie par le réflexe d’orteil-pincement.
3. Prévoient une analgésie à l’aide par voie sous-cutanée applique buprénorphine (0,01 mg/kg) pendant l’intervention chirurgicale, suivie de 0,02 mg/kg toutes les 12 h dans la phase postopératoire pendant 48 h.
4. Transférer l’animal dans le lieu de travail, où ils sont spontanément exposée à un mélange de gaz de 1,0 à 2,5 vol % isoflurane en oxygène de la respiration (débit : 600 mL/min).
5. Fermez les yeux de l’animal et utiliser une pommade pour protéger les yeux. Injecter 5 mL de solution saline par voie sous-cutanée, la moitié de chaque côté de l’abdomen, suivi par l’atropine 0,1 mg.
6. Opérer à l’aide d’un microscope chirurgical dans une pièce de microchirurgie.
7. Garder l’animal sous anesthésie volatile à l’aide d’un masque de ventilation composé d’une membrane de latex (Figure 1 b), à travers lequel le museau de rat est poussé. Fixer les extrémités avec du ruban adhésif (Figure 1 b).
8. Étalez les instruments chirurgicaux en mode stérile sur une table d’appoint : Betadine-imbibé d’une solution saline et éponges (Figure 2 a), abdominales mur rétracteurs (Figure 2 b) ainsi que les sutures de 3-0 pour la rétraction de la paroi abdominale et de xiphoid, ciseaux, Adson forceps, fine conseils Micropinces tout droit et courbé et découpe de cravates en soie 6-0 pour la procédure de ligature (Figure 2).
9. Utilisez Micropinces bipolaire non-collage pour résection du parenchyme hépatique. Proche de la paroi abdominale et la peau à l’aide de sutures soie 3-0 avec des aiguilles de SH-1 et 5-0 Maxon (Figure 2D). Utilisez une pince bipolaire pour l’hémostase.

2. début de la chirurgie

1. Se raser l’abdomen de l’animal avec une tondeuse de petits poils de la xiphoïde vers les organes génitaux avec un latéral de l’espace de 2 cm de la ligne médiane. Bien enlever les poils.
2. Désinfecter ce domaine 3 fois avec des éponges imbibée de Bétadine.
3. Effectuer une incision médiane à l’aide d’un scalpel pour la peau et puis utiliser ciseaux chirurgicaux pour ouvrir l’abdomen.
4. Rétractez le droit et gauche paroi abdominale et la xiphoïde suturer soie 3-0 (Figure 3 a).
5. Retirer l’estomac, le colon et le grêle depuis le ligament de hepatoduodenal du rat avec rétracteurs de self-made petit fil (Figure 3 b).

3. veine ligature (PVL)

1. Accéder à la veine porte et ses filiales par la rétraction latérale de l’estomac et l’intestin grêle (Figure 3 b).
2. Disséquer la veine porte sans ménagement par ramasser le péritoine avec le micropinces et lentement il peeling médialement.
3. Disséquer les branches de la veine porte dehors (Figure 3) dans l’ordre suivant : (1) droit postérieur branches, (2) gauche branche médiane latérale et gauche ensemble et (3) noyau caudé.
   1. Tout d’abord, pelez le péritoine avec mouvements petits, pas trop énergiques pour éviter de déchirer les petites branches artérielles aux lobes du foie qui s’exécutent directement sous la couverture péritonéale.
   2. Une fois la veine principale est dénudée, encercler les branches avec lent poussant vers l’avant et mouvements de diffusion, puis tirez un morceau de 1 cm de soie de 6-0 nouer autour de la branche de la veine porte respectifs et ligaturer il.
4. Ligaturer la branche lobe postérieur droit. (Figure 3) La difficulté technique de la branche postérieure droite consiste dans le fait que l’artère pour le lobe droit postérieur est en cours d’exécution dans l’ensemble de la branche de la veine porte droite postérieure.
   1. Tirez sur l’artère parotidien ainsi que du péritoine pour exposer la branche de la veine porte droite avec le Micropinces incurvé.
   2. Ligaturer la branche de lobe postérieur droit avec la précoupée cravate de soie de 6-0. Le lobe postérieur droit tourne visiblement pâle, une fois la veine porte est ligaturée.
   3. Éviter de pousser contre résistance pendant le tour pour éviter le déchirement de l’artère ou la veine porte. En cas de saignement, exercer une pression pendant au moins une minute avec un tampon de coton stérile et puis réévaluer. Si le saignement ne s’arrête pas, sacrifier l’animal.
5. Ligaturer le latéral gauche (LLL) et le lobe médian gauche (LML) branches. Ces branches ont un tronc commun. (Figure 3). La branche de gauche lobe médian résulte de la veine porte dans le parenchyme de la LLL.
   1. Ligaturer la veine porte menant à la fois LLL et aussi l’amour ma branche vie ensemble en utilisant la précoupée cravate de soie de 6-0.
   2. Éviter les blessures aux artères menant à LLL et LML, qui s’exécutent dans la couche péritonéale. Aussi longtemps que le péritoine est épluché retour soigneusement, ils restent intacts. La LLL et l’amour ma vie tourne visiblement pâle dès que les branches sont ligaturés.
6. Ligaturer la branche lobe caudé (Figure 3). La veine porte menant quelque peu distinct lobe caudé chez les rats décolle de la veine porte principale, dans la partie distale et médialement pour le décollage de la branche de lobe droit de la veine porte principale (pas strictement inférieurement comme chez les humains ou les animaux plus gros).
   1. Disséquer, essayez-le et entourent en soulevant le péritoine et les biliaires et les artères de la veine porte principale.
   2. Encercler la branche de la veine porte noyau caudé avec une courbe Micropinces venant latéralement. Les deux lobes du noyau caudés pâlissent visiblement, une fois que la branche de lobe caudé est ligaturée avec de la soie de 6-0.
7. Lier ces trois branches de la veine porte conduit à perfusion exclusif veine du lobe droit médian (RML), qui est visible par une ligne de démarcation distincte entre le lobe médian droit et gauche.

4. veine ligature avec Transection (PVL + T)

1. Effectuer la transection le long de la ligne de démarcation entre RML et l’amour de ma vie après PVL (Figure 3D).
2. Utilisez une pince argentée bipolaire non-collage avec une très fine pointe neurochirurgicale à precauterize le tissu hépatique, créant une bande de cautérisation de 1 mm le long de la ligne de démarcation.
3. Utiliser des ciseaux pour couper avec soin le tissu precauterized. Il est assez difficile d’évaluer correctement la profondeur de la transection. L’objectif est d’obtenir que près de la veine cave possible, qui se déroule à intrahepatically chez le rat. Lésion de la veine cave est accompagnée de saignements étendue, qui ne peut généralement pas être arrêté.
4. En cas de blessure appliquez une légère pression à l’aide d’un coton-tige, mais si le saignement ne s’arrête pas dans les 3-4 min, sacrifier l’animal. Tentatives de réparation de la veine cave supérieure à l’aide de sutures ont généralement échoué. Les rats sont très sensibles à l’air de l’embolie, qui peut-être survenir à l’occasion et causer un arrêt cardiaque.

5. peropératoire mesure de la pression de la veine porte et débit volumique

1. Évaluer la pression de la veine porte par canulation directe avec une aiguille G30 connectée à un moniteur de pression (Figure 4 a).
2. Utilisation de la sonde de débit volume 2 mm placée latéralement relié à l’appareil de flux pour la mesure directe du débit portal pendant 2 min (Figure 4 b). Seulement enregistrer des données avec une qualité de mesure stable comme il est indiqué sur l’écran de la machine.
3. Évaluer la pression et le débit de la veine porte séparément après le groupe de mesures qui définissent la procédure respectif, c'est-à-dire la vente liée au loin les trois branches de la veine porte ou l’attacher au loin les trois branches de la veine porte plus effectuant la transection parenchymateuse entre le RML et l’amour ma vie.

6. les dernières étapes de la chirurgie

1. Assurez-vous que l’intestin grêle est placée correctement dans la cavité abdominale avant la clôture.
2. Fermer le péritoine et la paroi abdominale avec 3-0 les sutures en soie avec des aiguilles de SH-1.
3. Enfin suture la peau à l’aide de Maxon 5-0.
4. Désinfecter la peau à nouveau.
5. Appliquer de nouveau 5 mL de solution saline par voie sous-cutanée dans la tissu sous-cutané latérale de l’abdomen.

7. volumétrie hépatique chez le rat à l’aide de petits animaux CT

1. 24 h avant la première imagerie tomographique injecter 200 μL de l’agent de contraste dans la veine caudale à travers un cathéter intraveineux G26.
2. Utilisez un micro CT pour analyser les rats. Placer l’animal dans une boîte de plexiglas pour induire l’anesthésie générale (tout d’abord rincer avec 5 % en volume pour 30 s, suivie d’une concentration d’isoflurane de 2-3 % en volume jusqu'à ce que l’animal soit sous anesthésie et maintenir tout au long de numérisation via un système de tuyauterie). Pour une qualité d’image optimale, synchroniser le balayage de CT avec la respiration de l’animal.
3. Exporter l’imagerie numérique et les communications dans les fichiers de la médecine (DICOM) et les analyser à l’aide du domaine public, plateforme OsiriX 8.0 d’imagerie. Utiliser l’outil « Polygone fermé » pour tracer les frontières du lobe basés sur le radiodensitiy le contraste des nanoparticules dans le foie et la région du menu d’intérêt (ROI) permet de calculer les volumes partiels du foie (voir Figure 2 a dans Schadde et al. ¹⁷)
4. Dans le modèle standard, laissez le foie à se développer pendant 3 jours et obtenir tous les jours de tomographie par ordinateur afin d’évaluer l’augmentation de volume.

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Résultats

La ligature de la veine porte deux procédures chirurgicales différentes (PVL) et PVL avec résultat de transection (PVL + T) dans la cinétique de croissance distinctes. PVL induit augmentation de volume modéré en 3 jours, alors qu’en PVL + T un lobe médian droit beaucoup plus gros (RML) peut être vu (Figure 5). Ceci peut être vérifié par volumétrie quotidienne. Le volume de la RML double à peu près dans les 3 jours en PVL, alors qu’elle tripl...

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Discussion

Ce protocole présente un modèle animal de ALPPS avec sa rapide hypertrophie induite par PVL + T, ce qui double à peu près augmentation du volume en 3 jours par rapport au seul PVL. ¹⁷ le lobe hépatique droit moyen est utilisé comme un lobe de modèle pour la culture du foie car le lobe hépatique moyens est une masse parenchymateuse contigue fournie par deux veines portes séparées à sa gauche et à sa droite, comme illustré à la Figure 1 dans a récemment t...

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matériels

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