Regeneração hepática em animais jovens com estenose da veia porta ou ligadura da artéria hepática: estudos histológicos, moleculares e avaliação dos efeitos da insulina e do tacrolimus como agentes regenerativos

INTRODUÇÃO: O transplante hepático é o único tratamento efetivo para uma variedade de doenças hepáticas irreversíveis. No entanto, o número limitado de doadores pediátricos leva ao uso de enxertos hepáticos de doadores adultos, com necessidade de anastomoses vasculares mais complexas. Essas anastomoses tornam-se complicadas pela diferença no calibre dos vasos entre o doador e o receptor, resultando em alterações do fluxo sanguíneo, estenose da anastomose venosa ou arterial e trombose. Os efeitos para regeneração hepática decorrentes da privação do fluxo sanguíneo pela veia porta ou pela artéria hepática não estão completamente elucidados. Experimentalmente, quando um lobo do fígado não recebe o fluxo venoso portal, é observada atrofia deste segmento e hipertrofia do restante do órgão perfundido. Embora existam vários modelos experimentais para estudo da regeneração hepática, poucos são focados em animais em crescimento. Além disso, os efeitos regenerativos de drogas como o tacrolimus e a insulina precisam ser pesquisados, com o objetivo de encontrar um tratamento ideal para a insuficiência hepática ou um método de estimular a regeneração do fígado após ressecções ou transplantes parciais. O objetivo do presente estudo é descrever modelos de regeneração hepática em ratos em crescimento com: 1) ausência de fluxo hepático arterial e 2) redução do fluxo portal. Adicionalmente, o estudo avalia o efeito pró-regenerativo do tacrolimus e da insulina nesses modelos descritos. MÉTODOS: cento e vinte ratos (entre 50 e 100g de peso) foram divididos em 6 grupos, de acordo com o tipo de intervenção cirúrgica: Grupo 1, incisão abdominal sem intervenção hepática; Grupo 2, hepatectomia a 70%; Grupo 3, hepatectomia a 70% + estenose de veia porta; Grupo 4, hepatectomia a 70% + ligadura da artéria hepática; Grupo 5, hepatectomia a 70% + estenose de veia porta + insulina; Grupo 6, hepatectomia a 70% + estenose de veia porta + tacrolimus. Os animais dos grupos 1 ao 4 foram subdivididos em 5 subgrupos de acordo com o momento da morte: 1, 2, 3, 5 e 10 dias após a intervenção cirúrgica. Os animais dos grupos 5 e 6 foram subdividos em 2 subgrupos de acordo com o momento da morte: 2 e 10 dias após a intervenção cirúrgica. Os lobos hepáticos remanescentes foram submetidos à análise histomorfométrica, imuno-histoquímica e molecular. RESULTADOS: Verificou-se que no grupo com hepatectomia a 70% houve recuperação do peso do fígado no terceiro dia com aumento da atividade mitótica, enquanto que no grupo com estenose portal não se observou esse fenômeno (p < 0,001). A insulina e o tacrolimus promoveram aumento do peso do fígado e do índice mitótico. A atividade mitótica foi considerada aumentada nos animais dos grupos hepatectomia, hepatectomia + ligadura da artéria, insulina e tacrolimus; e esse parâmetro estava reduzido no grupo submetido à hepatectomia + estenose portal (p < 0,001). A expressão de interleucina 6 estava presente em todos os animais, sendo significativamente maior nos grupos hepatectomia, hepatectomia + ligadura da artéria e significativamente menor no grupo hepatectomia + estenose portal. Entretanto, a administração de tacrolimus ou insulina recuperou os níveis teciduais de interleucina 6 no grupo com estenose portal. CONCLUSÕES: No presente estudo foi padronizado um modelo simples e facilmente reprodutível para estudar a regeneração hepática em ratos em crescimento com redução do fluxo arterial ou venoso para o fígado. Foi demonstrado que a administração de insulina ou tacrolimus é capaz de reverter os efeitos deletérios da estenose portal na regeneração hepática. A obstrução do fluxo arterial não afetou a capacidade regenerativa hepática

BACKGROUND/PURPOSE: Liver transplantation is an effective treatment for a variety of irreversible liver diseases. However, the limited number of pediatric donor livers leads to the use of adult livers, which usually require more complex vascular anastomoses. These anastomoses are complicated by differences in vessel caliber between donors and recipients, resulting in vascular flow anomalies, stenosis of the venous or arterial anastomosis and thrombosis . The effects of portal vein or hepatic arterial flow privation in hepatic regeneration have not been completely elucidated. Experimentally, when a liver lobe is deprived of portal vein flow, atrophy is observed with hypertrophy of the other perfused parts of the organ, and interleukin-6 (IL-6) is required for normal liver regeneration. Although several experimental models are currently used to study the liver regeneration mechanisms, few studies have focused on the growing animal. In addition, the regenerative effects of drugs (e.g., tacrolimus and insulin) have been experimentally studied, aiming to find an ideal treatment for hepatic failure or a method of stimulating liver regeneration after extensive resection or partial transplants. The aim of the present investigation was to describe the new models of liver regeneration in growing rats with: 1) absence of arterial blood hepatic inflow and 2) reduced portal flow. Additionally, it was studied whether tacrolimus or insulin could have any pro-regenerative effect under such conditions. METHODS/MATERIALS: one hundred and twenty rats (50-100 g body weight) were divided into 6 groups based on the intervention type: Group 1 (sham), abdominal incision without intervention; Group 2, 70% hepatectomy; Group 3, 70% hepatectomy + portal vein stenosis; Group 4, 70% hepatectomy + ligation of the hepatic artery; Group 5, 70% hepatectomy + portal vein stenosis + insulin; and Group 6, 70% hepatectomy + portal vein stenosis + tacrolimus. Animals in groups 1 to 4 were subdivided into 5 groups according to the moment of death: 1, 2, 3, 5 and 10 days after surgical intervention. The animals in groups 5 and 6 were subdivided into 2 other groups according to the moment of death: 2 and 10 days after surgical intervention. The remnant liver lobes were harvested for morphological, histological histomorphometric, immunohistochemical and molecular analyses. RESULTS: it was verified that the hepatectomy group regained liver weight on the third day and had increased mitotic activity, and the portal vein stenosis prevented these phenomena, as well as the increased mitotic index (P < 0.001). In addition, insulin and tacrolimus promoted a significant increase of liver weight. Mitotic activity was considerably increased in the hepatectomy, hepatectomy + arterial ligature, insulin and tacrolimus groups and this parameter was reduced by portal vein stenosis. The expression of the interleukin-6 (IL-6) gene was present in all the animal groups. Tissue levels of IL- 6 were significantly increased by hepatectomy and hepatectomy + hepatic artery ligature; portal vein stenosis prevented this change. However, the administration of tacrolimus or insulin could recuperate the tissue levels of IL-6. CONCLUSION: In the present study a simple and highly reproducible model was standardized to study liver regeneration with portal vein or hepatic artery blood inflow reduction in growing rats. It was demonstrated that insulin or tacrolimus administration may partially reverse the harmful effects of portal vein stenosis. The obstruction of the arterial flow did not affect liver regeneration