Étude des médiateurs de la régénération hépatique post-hépatectomie

Essai prospectif non randomisé pour étudier l'expression des médiateurs de la régénération hépatique post-hépatectomie (PHLR) et comparer avec un groupe non-hépatectomie : une étude pilote

Contexte : Des études expérimentales utilisant des modèles animaux post-hépatectomie ont été utilisées pour étudier le mécanisme de régénération du foie. L'hépatectomie pour diverses maladies et la greffe de foie de donneur vivant fournissent un bon modèle humain pour étudier le mécanisme in vivo de la régénération du foie. Ces études sont nécessaires à l'application clinique des connaissances acquises par l'expérimentation animale et orienteront les recherches futures pour développer de nouvelles modalités de prise en charge de l'insuffisance hépatique, de la cirrhose et du cancer.

Introduction :

Le foie est un organe vital qui remplit diverses fonctions métaboliques et protectrices nécessaires au maintien de la vie et il a le potentiel inhérent de régénérer et de restaurer le volume après sa résection partielle. La régénération du foie après hépatectomie se produit principalement par prolifération d'hépatocytes matures (Fausto N 2003 & 2004); modifications de l'hémodynamie portale et des cytokines (IL-6, TNF-α) considérées comme les facteurs déclencheurs les plus importants de ce processus. (Abhshagen K et al 2012, Scotte M et al 1997) Il est proposé qu'une augmentation de l'apport de sang portal au foie résiduel produise des lésions de stress de cisaillement conduisant à la libération de facteurs tels que le NO et le VEGF qui activent la cascade de régénération (Marabushi et al 2004). Les cytokines (IL-6 et TNF-α), NO et VEGF agissent sur le pro HGF (facteur de croissance des hépatocytes inactif) pour le convertir en HGF actif qui agit via les récepteurs Met pour activer davantage STAT-3 qui est un médiateur clé de la phase précoce de PHLR. (Abhshgen K et al 2008, Cresman DE et al 1996, Cressman DE1997, Sudo K et al 2008, Borowicak M et al 2004, Paranjpe S et al 2007) L'augmentation de l'apport de sang portal au foie restant augmente également la disponibilité par unité d'acides aminés , les hormones pancréatiques, les endotoxines dérivées de l'intestin et d'autres facteurs hépatotrophes, tous ces facteurs peuvent agir directement pour activer la réplication de l'ADN. (Bucher NL et al 1977, Riehle KJ et al 2011) L'administration d'un mélange d'acides aminés à des rats intacts induit une vague de réplication des hépatocytes et sa privation bloque le PHLR. (Mead JE et al 1990) L'insuline, le glucagon et l'hormone de croissance ont également un impact significatif sur la régénération du foie. (Bucher NLR 1976, Shi min luo et al 2004, Amal ZS et al 2011) La capacité du foie à se régénérer après sa résection partielle nous permet d'effectuer une hépatectomie pour la transplantation de foie de donneur vivant, les néoplasmes hépatiques et les cancers biliaires. L'hépatectomie pour ces conditions nous fournit également un bon modèle pour étudier le mécanisme in vivo de la régénération du foie chez l'être humain. Ces études sont importantes pour l'application clinique des connaissances acquises par des études expérimentales sur des animaux post-hépatectomie. Ces études nous aideront à connaître les médiateurs des différentes phases de la régénération hépatique post-hépatectomie (PHLR) et guideront les recherches futures pour développer de nouvelles approches pour la prévention et la gestion des complications post-hépatectomie mettant la vie en danger comme le "syndrome de petite taille", l'insuffisance hépatique. . Ces pistes aideront à comprendre le contrôle in vivo de la prolifération cellulaire et pourraient s'avérer vitales pour développer de nouvelles approches thérapeutiques pour traiter la cirrhose et le cancer.

Hypothèse nulle : L'expression des médiateurs de la régénération hépatique post-hépatectomie (PHLR) n'est pas différente entre le groupe hépatectomie (groupe d'étude) et le groupe non hépatectomie (groupe témoin).

Objectif : Étudier le mécanisme de la régénération hépatique post-hépatectomie (PHLR) et comparer l'expression des médiateurs de la PHLR entre l'hépatectomie (groupe d'étude) et un groupe sans hépatectomie (groupe témoin).

Objectifs :

1. Étudier les médiateurs du PHLR dans le modèle humain.
2. Comparer l'expression des médiateurs PHLR entre l'hépatectomie (groupe d'étude) et la non hépatectomie (groupe témoin).
3. Étudier les changements initiaux de PHLR dans le tissu hépatique. Patient et méthode : Cet essai prospectif non randomisé sera mené sur deux groupes de patients - groupe hépatectomie (étude) et groupe non hépatectomie (contrôle) et un minimum de 10 patients adultes consécutifs (18 ans ou plus) seront recrutés dans chaque groupe selon les critères d'inclusion et d'exclusion indiqués ci-dessous. Un consentement éclairé sera obtenu des patients des deux groupes. Du sang veineux périphérique (provenant d'une veine de l'avant-bras) (6 ml) sera prélevé un jour avant la chirurgie et après la chirurgie les jours postopératoires 1, 3, 7, 14 (2 semaines), 42 (6 semaines) et 180 (6 mois). Une petite branche de la veine porte sera canulée un cathéter intraveineux de calibre 20 pour la mesure de la pression porte et la collecte de sang veineux porte (6 ml) au début de la chirurgie mais après l'entrée à l'intérieur de l'abdomen et à la fin de la chirurgie mais avant fermeture de l'abdomen. La collecte de l'échantillon de sang d'une veine périphérique (veine de l'avant-bras), la mesure de la pression portale et la collecte du sang portal seront effectuées dans les deux groupes d'étude, mais les patients du groupe hépatectomie (étude) subiront une procédure supplémentaire, c'est-à-dire trucut (aiguille) biopsie du foie restant.

L'échantillon de biopsie hépatique sera conservé dans une solution de formol et transféré au laboratoire de pathologie pour détecter les changements initiaux au cours de la PHLR et leurs éventuels médiateurs, le tissu hépatique normal présent dans l'échantillon réséqué servira d'autocontrôle. Le sang de la veine périphérique et des petites branches de la veine porte sera prélevé dans un flacon standard utilisé à cet effet et transféré au laboratoire pour analyse afin de détecter les médiateurs de la régénération hépatique. L'analyse de l'échantillon de sang se fera en utilisant la méthode ELISHA. La mesure de la pression portale se fera par canulation d'une petite branche de la veine porte (par ex. Veine gastro-épiploïque) après l'entrée à l'intérieur de la veine, ce cathéter intraveineux sera connecté à un enregistreur de pression numérique via un tube de raccordement rempli de solution saline normale. Cet enregistreur de pression numérique est disponible dans chacun des postes de travail d'anesthésie (marque : Drager) et il donne généralement une mesure en mm Hg, l'enregistrement de la pression sera effectué avant et après la chirurgie pour observer l'effet de la chirurgie sur la pression portale.

Critères d'inclusion : Patients adultes (18 ans ou plus) atteints de tumeurs malignes du tractus gastro-intestinal qui nécessitent soit une résection partielle du foie (groupe d'étude) soit une résection d'autres parties du tractus gastro-intestinal (groupe témoin) et qui souhaitent participer à l'étude.

Critères d'exclusion - Patients qui ne souhaitent pas participer à l'étude. Les patients atteints d'affections pouvant affecter l'expression du médiateur du PHLR (par ex. immunosuppression, hépatite chronique, cirrhose, hypertension portale, grossesse, utilisation de contraceptifs), les patients qui présentent une maladie avancée ou inopérable pendant la chirurgie seront exclus de l'étude et les données recueillies auprès d'eux ne seront pas incluses dans l'analyse.

Taille de l'échantillon : Minimum 10 patients dans chaque groupe Conception : essai prospectif non randomisé Lieu de l'étude : Département de chirurgie gastro-intestinale, GBPH et MAMC, New Delhi Durée : 2 ans. Suivi : 6 mois Financement : Les enquêteurs solliciteront un financement auprès des agences gouvernementales. Médiateur du PHLR à analyser dans le sang périphérique par méthode ELISA - IL-1 IL-6, T N F-α, TNF-β, HGF (facteur de croissance des hépatocytes), GH (hormone de croissance), insuline et glucagon.

Examen de spécimen de biopsie hépatique (Immunohistochimie) : index mitotique (Ki 67), EPCAM, STAT-3, récepteur pour HGF, VEGF, NKAM et CD133.

Méthodes statistiques : Toutes les données seront saisies dans Microsoft Excel et les calculs statistiques seront effectués à l'aide du logiciel SPSS. Afin de comparer les moyens d'expression de divers facteurs tissulaires dans le tissu hépatique avant et après l'hépatectomie, les enquêteurs doivent utiliser le test t apparié si la distribution des variables est normale et le test de rang de Wilcox-on pour une distribution non normale. Pour comparer l'expression des médiateurs de la régénération hépatique dans le sérum des patients des groupes d'étude et de contrôle, les enquêteurs doivent utiliser un test t indépendant pour une distribution normale et un test de Mann Whitney pour une distribution non normale. Afin d'étudier les moyennes des taux sériques de médiateurs de la régénération du foie à différents moments avant et après la chirurgie, les enquêteurs doivent utiliser l'ANOVA pour une distribution normale et le test de Friedman pour une distribution non normale, suivi d'un test post hoc. Une valeur P de 0,5 ou moins sera utilisée pour en déduire la signification.

Revue de littérature:

La régénération du foie après hépatectomie est un processus très complexe et ordonné qui implique la prolifération d'hépatocytes matures pour retrouver le volume du foie, le mécanisme exact de la régénération du foie n'a pas été dévoilé jusqu'à présent, mais des preuves basées sur la recherche animale (rat, souris, chien, etc.) indiquent que modification de l'hémodynamique portale, les cytokines, le facteur de croissance (HGF,TGF,EGF), les hormones (comme la GH, l'insuline, ni l'adrénaline) sont activement impliquées dans ce processus contrôlé par des centaines de gènes. (Fausto N 2012 et Michelopoulos 2010) Marabushi et al (2004) ont proposé qu'une augmentation aiguë de la quantité de sang portale vers le foie restant produise une lésion de contrainte de cisaillement qui conduit à la production d'oxyde nitrique (NO), à l'activation du canal calcique et à la libération de VEGF; tous jouent un rôle clé dans l'initiation du processus de régénération. Bucher NL (1964) a observé que les modifications hémodynamiques du flux sanguin portal sont directement liées à l'étendue de l'hépatectomie, l'augmentation de la pression portale après une hépatectomie à 90 % est beaucoup plus élevée qu'après une hépatectomie à 70 %. Sato et al (1997 et 1999) ont reconfirmé les découvertes de Bucher NL et ont également observé une augmentation progressive de la pression portale au fur et à mesure que la régénération du foie progresse et son déclin vers son achèvement. Des études expérimentales menées par divers chercheurs comme Wang et Lautt (1998), Cantre D et al (2008,) Schoen JM et al (2001) et Mei Y et al (2011) ont confirmé le rôle du NO dans l'activation des facteurs responsables de la prolifération des hépatocytes. Le VEGF libéré de l'endothélium sinusoïdal est une réponse à une lésion de contrainte de cisaillement qui stimule le HGF (facteur de croissance des hépatocytes) pour agir sur les récepteurs c-met et initier la prolifération des hépatocytes. (Paranjpe S et al 2007, Borowiak M et al 2004) L'hypertension portale associée à la cirrhose n'entraîne pas de blessure associée au stress de cisaillement en raison de la capillarisation des cellules endothéliales sinusoïdales (SEC) et de la perte des plaques de tamis. (Sato et al 1997 & Vollmer et al 1998).

Suenaga M (1983) a étudié le rôle du sang portal dans la régénération du foie après une hépatectomie partielle chez le chien et a remarqué qu'une quantité adéquate de sang portal est nécessaire pour la régénération hépatique et qu'une concentration élevée d'acides aminés dans le sang portal a un impact positif sur le processus de régénération. Dans une autre étude, Skov OP et al (1988) ont noté que le sang portal contient une grande quantité d'EGF (facteur de croissance épidermique), d'hormones pancréatiques (insuline, glucagon) et d'autres facteurs de croissance qui participent activement à la régénération du foie. Bucher NL (1976 et 1977) a observé que l'insuline et le glucagon facilitaient tous deux la régénération du foie et la synthèse de l'ADN après une hépatectomie, mais qu'un certain facteur non porte est nécessaire pour cela car les deux n'ont pas réussi à induire la prolifération des hépatocytes dans un foie intact mais ils peuvent induire la prolifération des hépatocytes. chez les rats hépatectomisés et éviscérés. En plus de ces deux (insuline et glucagon), d'autres hormones telles que l'hormone de croissance, l'adrénaline Nor, la sérotonine, etc. participent également à ce processus. ( Amal ZS et al, 2011; Shi Min Luo, 2004) L'IL-6 et le TNF-α sont deux facteurs essentiels à l'initiation du PHLR, le sang portal contient des facteurs dérivés de l'intestin comme les lipopolysaccharides, les facteurs du complément et les molécules d'adhésion intercellulaire qui activer les cellules de Kupffer pour libérer IL-6 et TNF-α qui agissent de manière paracrine pour initier la régénération.(Fausto N 2006, Michelopoulos 2007, Cressman DE et al 1996, Feingold KR et al 1988, Sudo K et al 2008, Yamada Y et al 1997, Cornell RP et al 1985). Il-6, TNF-α, VEGF, NO initient la régénération en activant le HGF (facteur de croissance des hépatocytes) qui est un puissant mitogène des hépatocytes. (Diaz JJ et al 2011, Cantre D et al 2008, Rai RM et al 2005). Le HGF ainsi que le facteur de croissance épidermique (EGF), le facteur de croissance des fibroblastes (FGF), le facteur de croissance transformant (TGF), les hormones hépatotrophes et plusieurs autres facteurs connus et inconnus contrôlent la prolifération et la propagation des hépatocytes. (Fausto N 1993, Fausto N et Mead JE 1989).HGF se lie au récepteur Met sur les hépatocytes et active leur croissance et leur prolifération.(Borowick et al 2004) HGF, EGF et TGF alfa sont de puissants mitogènes in vitro car ils peuvent induire la prolifération des hépatocytes dans un foie normal même en l'absence d'autres facteurs et en présence de facteurs tels que les cytokines, ils peuvent stimuler la prolifération d'une proportion significative d'hépatocytes. (Block GD et al 1996, Webber EM et al 1998) Le TGF-α peut induire la synthèse d'ADN et l'expression de c-myc lorsqu'il est ajouté à une culture d'hépatocytes de rat. (Skouteris GG et Menamin MM 1992) Les médiateurs inflammatoires comme la prostaglandine (PGE-2) jouent également un rôle dans la régénération du foie car son niveau augmente après une hépatectomie chez le rat, et ce processus dépend de l'AMPc ; l'ajout de prostaglandines à la culture d'hépatocytes s'est avéré augmenter la synthèse d'ADN. (Tsujii H et al, 1993) L'EGF peut stimuler l'hépatocyte de rat néonatal en culture primaire pour qu'il entre dans les phases S et M, qui peuvent être détectées dès 4 heures et culminent entre 12 et 16 heures, puis elles diminuent et cet effet peut être modulé. par des facteurs sériques et l'administration de glucagon et d'insuline amplifie encore la croissance. (Draghi E et al, 1980) HGF a un rôle considérable dans PHLR, après avoir lié le récepteur met, il active STAT-3 (transducteur de signal et activateur de la transcription 3) qui médie l'induction de gènes de réponse précoce et les souris mutantes Met ont montré une régénération hépatique altérée .( Borowiak M et al 2004) Huh CG et al en 2004 par leur étude sur des souris mutantes Met ont montré que la voie de signalisation HGF/C-Met joue un rôle central dans le développement, la régénération du foie et la tumorigenèse. La voie HGF/Met régule l'expression de nombreux gènes liés au cycle cellulaire et à l'apoptose, notamment p53, la cycline E et la cycline B, afin de favoriser le cycle cellulaire et d'inhiber l'apoptose dans les 24 heures suivant l'hépatectomie partielle. (Paranjpe S et al 2007) STAT-3 (transducteur de signal et activateur-3) est un facteur de transcription qui régule divers gènes de réponse de croissance primaire après hépatectomie et il peut être activé par divers facteurs de croissance et cytokines.(Li W et al 2002) L'activité de liaison à l'ADN de STAT -3 augmente dans le foie résiduel dans les 30 minutes suivant l'HP (hépatectomie partielle) et culmine à 30 fois dans les 3 heures et cette augmentation ne se produit pas après une chirurgie fictive. (Cressman DE et al, 1995) Plusieurs proto-oncogènes sont également impliqués dans l'initiation et l'achèvement de la régénération du foie, parmi lesquels c-fos, c-jun et c-myc sont des gènes importants. Les niveaux de transcription C-fos et c-jun augmentent dans le foie presque immédiatement après l'hépatectomie et reviennent à la normale en 2 heures. Ceci est suivi d'une élévation de l'ARN c-mycm qui atteint un pic à 2 heures et plonge au niveau basal à 4 heures. (Fausto N et al 1989; Morello D, 1989) Dans une autre étude, Morello D et al (1990) ont découvert que l'augmentation de l'ARN c-myc après une hépatectomie est plusieurs fois supérieure à celle après une chirurgie factice.

En plus des facteurs mentionnés ci-dessus, plusieurs cellules telles que les cellules ovales, les macrophages, les plaquettes et les cellules souches (CD133 +) participent également directement ou indirectement au PHLR. (Evarts RP et al 1987, Nakamura T et al 1986, Fausto N 2004, Xiang S et al 2012) Dans une étude menée par amEsch JS (2012), la perfusion de cellules souches CD 133+ a amélioré la réserve hépatique et le résultat global après une hépatectomie étendue. Les lymphocytes T peuvent également affecter la régénération du foie et les souris déficientes en lymphocytes T et en lymphotoxine ont une capacité réduite de régénération du foie. ( Anders SA et al 2005, Tumanov AV et al 2009) Les cellules ovales sont moins sensibles à l'inhibition par le TGF-bêta, qui peut inhiber de manière significative la prolifération des hépatocytes matures, de sorte que ces cellules (cellules ovales) offrent une voie alternative pour la régénération du foie. (Lenanh NN et al 2007) Le TGF bêta est un inhibiteur de la prolifération incontrôlée des héaptocytes et l'expression de l'ARN bêta du TGF atteint son maximum vers l'achèvement de la division cellulaire et de la mitose, il a également un effet inhibiteur sur l'activité de l'EGF. (Nquyen LN et al 2007, Braun L et al, 1988, Fausto N et al 1990). Dans une étude de Romero GJ et (2005), des souris heptectomisées inactivées pour le récepteur bêta du TGF ont montré une augmentation de la prolifération des hépatocytes et une augmentation du rapport masse hépatique / corps.

Scotte M et al (1997) ont étudié l'expression des cytokines dans le foie après une hépatectomie mineure et majeure chez le rat et ont constaté que le TNF et l'IL-1 augmentent après une hépatectomie mineure et majeure, tandis que la régulation de l'IL-6 est plus importante après une hépatectomie majeure (80%). Li J et al (2009) ont comparé le profil de régénération après une hépatectomie majeure (2/3) et mineure (1/3) chez le rat, les profils d'expression génique à 4, 12 et 30 heures après l'hépatectomie ont montré une régulation similaire à la hausse et à la baisse bien que certains gènes a montré une expression préférentielle après une hépatectomie majeure. Masson S et al (1999) ont également étudié l'impact de l'étendue de la résection sur la régénération du foie chez le rat et ont conclu que la réponse régénérative se produit quelle que soit l'étendue de l'hépatectomie, mais le cours de la régénération et l'expression des facteurs de croissance diffèrent selon le volume de foie réséqué. M Nagino et al (2011) ont observé que le foie se régénère rapidement au cours des deux premières semaines après une hépatectomie majeure, puis il progresse lentement et s'arrête lorsqu'il atteint les 3/4 du volume initial du foie, ce qui se produit généralement entre 6 mois et 1 an après l'hépatectomie. Ils ont également remarqué que des facteurs tels que l'étendue de la résection, la surface corporelle, la résection de la veine porte, l'émobilisation de la veine porte et la clairance de l'ICG sont associés à la régénération du volume hépatique après l'hépatectomie.