Diversos estudos epidemiológicos mostram que nutrientes e outros compostos bioativos presentes nos alimentos (CBA) apresentam atividade quimiopreventiva contra o câncer. Assim, destaca-se o estudo dos isoprenóides devido a sua ação promissora tanto na prevenção quanto na terapia do câncer. Todavia, apesar dessas evidências, pouco se sabe a respeito da ação dessas substâncias nos processos de proliferação celular e apoptose in vivo. Assim, 141 ratos Wistar foram tratados durante duas semanas consecutivas com farnesol (grupo FR, 25 mg/100 g de peso corporal) ou óleo de milho (grupo OM; controle, 0,25 mL/100 g de peso corporal) e sacrificados em diferentes momentos após a hepatectomia parcial (HP; 0 h, 30 min, 2 h, 4 h, 8 h, 12 h, 18 h e 24 h). Os parâmetros hepáticos analisados foram a proliferação celular (núcleos marcados para PCNA/mm2), apoptose (corpúsculos apoptóticos [CA\'s] por mm2) e expressão de p65, ciclina D1 (\"western blot\") e HMG-CoA redutase (\"dot-blot\"). Os animais tratados com o isoprenóide, assim como o grupo controle, apresentaram reduzida taxa de proliferação celular até 8h após a cirurgia. No entanto, a partir desse momento, o grupo FR passou a apresentar taxa de proliferação celular inferior ao grupo OM, diferença esta que atingiu significância estatística (p<0,05) 24h após a HP. Com relação a apoptose, animais tratados com FR apresentaram maior número de CA\'s (p<0,05) do que o grupo OM 30 min após a HP. Já em relação à ação do FR em âmbito molecular, houve uma redução de 40% e 50% na expressão de p65 e ciclina D1 30min e 24h após a HP, respectivamente, embora essas diferenças não tenham atingido significância estatística (p>0,05). Além disso, animais tratados com o isoprenóide apresentaram maior (p<0,05) expressão do gene que codifica para HMG-CoA redutase 2 h e 12 h após a cirurgia. Assim, tanto a inibição da proliferação celular quanto a indução de apoptose podem ser reflexo das alterações da expressão hepática dos genes para HMG-CoA redutase, p65 e ciclina D1 por parte do isoprenóide. / Epidemiological data have shown that nutrients and others bioactive compounds in food have chemopreventive activities against cancer. Among these compounds, isoprenoids are suggested either as a chemopreventive or chemotherapy agents. However, despite these evidences, studies focused on the isoprenoids activities on cell proliferation and apoptosis in vivo are rare. Thus, the effect of the 15-carbon isoprenoid farnesol on liver regeneration after partial hepatectomy was evaluated. Wistar rats were treated for two consecutive weeks with farnesol (FR group, 25 mg/100 g body weight) or corn oil (OM group, control, 0,25 mL/100 g body weight) and killed at different time points after partial hepatectomy (HP; 0 h, 30 min, 2 h, 4 h, 8 h, 12 h, 18 h and 24 h). Still, hepatic cell proliferation (PCNA lebeled nuclei), apoptosis (quantification of apoptotic bodies), p65 and cyclin D1 protein expression (western blot) and HMG-CoA reductase mRNA expression (dot blot) were also evaluated. Comparing to OM group, farnesol treatment significantly inhibited (p<0,05) hepatic cell proliferation 24 h after HP. Regarding apoptosis, also compared to controls, farnesol treated rats presented more (p<0,05) apoptotic bodies at 30 min. Besides, there were a suggestion of a higher number of apoptotic bodies 2 and 12 hours after HP in FR group comparing to OM group. According to western blot analysis, comparing to controls, this 15-carbon isoprenoid reduced 40% and 50% p65 and cyclin D1 hepatic protein expression, 30 min and 24 h after partial hepatectomy, respectively, although the differences did not also reach the statistical significance. Furthermore, farnesol treated rats had higher (p<0,05) HMG-CoA reductase mRNA levels than controls 2 h and 12 h after the surgery. Theses data suggest that the alterations on p65, cyclin D1 and HMG¬-CoA reductase gene expression observed in FR group might be associated with the inhibition of cell proliferation and the induction of apoptosis by farnesol.

O presente trabalho avaliou o papel da solução parenteral de fatores hepatotróficos nutricionais em animais com cirrose submetidos à hepatectomia parcial. Este procedimento é temido nestes animais devido à possibilidade de ocorrência de falência hepática aguda, já que a remoção de um fragmento do fígado reduz ainda mais a capacidade funcional de um órgão já comprometido. Além disso, é conhecido que o fígado cirrótico diminui sua capacidade regenerativa, fato que atrasa a recuperação do animal, bem como também regenera cirroticamente. Esses fatores, aliados, contribuem para uma considerável taxa de mortalidade pós-operatória. Porém, há algumas situações em que estes pacientes precisam ser submetidos a ressecções hepáticas, tais como traumas, infecções e neoplasias. De fato, a presença de hepatocarcinomas representa a maior indicação deste procedimento em fígados cirróticos. Por outro lado, tem-se mostrado que a administração parenteral de solução de fatores hepatotróficos nutricionais (FHN), uma mistura de aminoácidos, vitaminas, sais minerais e hormônios, aumenta consideravelmente a proliferação celular e o tamanho do fígado em animais sadios, com fibrose e com cirrose. Nestes dois últimos, além do crescimento hepático, ocorre também uma importante redução na quantidade de colágeno, significando uma melhora morfológica que, por muitas vezes, resulta em uma melhora funcional. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi o verificar se o uso de fatores hepatotróficos nutricionais traria também uma melhora morfológica e funcional em animais com cirrose induzida por tiocetamida após uma ressecção hepática de 40%. Utilizou-se 40 ratos (Rattus norvegicus) Wistar fêmeas cuja indução da cirrose foi pela administração intraperitoneal de tiocetamida. Ao final deste período, e após 10 dias de descanso, todos os animais foram submetidos a uma hepatectomia parcial (HP) de 40%. Foram então divididos em dois grupos: um que recebeu intraperitonealmente a solução de fatores hepatotróficos nutricionais durante 12 dias, designado grupo HP+FHN, e outro que recebeu solução fisiológica nas mesmas condições, formando o grupo HP+S. Os seguintes parâmetros foram avaliados no término do período experimental: dados biométricos (peso do fígado, IHS: índice hepassomático e IHC: índice hepatocarcaça), bioquímica hepática plasmática (AST, ALT, fosfatase alcalina, bilirrubina total e albumina), quantificação da densidade volumétrica de colágeno hepático por morfometria, quantificação do índice de proliferação celular por imunohistoquímica para PCNA e expressão de genes pró-fibróticos (MMP2, TIMP1, Cola1 e TGFb1) por PCR em tempo real. De fato, os fígados dos animais do grupo HP+FHN estavam maiores do que os animais do grupo HP+S (aumentos de 8,4%, 5,6% e 8,4% no peso do fígado, IHS e IHC respectivamente), e também apresentaram maior índice de proliferação de hepatócitos (44,9%). Ocorreu também redução de 27,9% na densidade volumétrica do colágeno hepático no grupo que recebeu FHN comparandose com o grupo que recebeu solução salina. Esta redução também foi observada na expressão do gene de colágeno a1, que foi de 53%. Porém, não houve diferença nos demais genes avaliados. Dentre os parâmetros bioquímicos, apenas a fosfatase alcalina mostrou redução. Os resultados obtidos permitem concluir que o uso de FHN acarreta em um aumento da regeneração hepática acompanhado de uma redução da quantidade de colágeno e, esses achados, em conjunto, podem representar uma condição benéfica na recuperação de pacientes com cirrose submetidos à ressecção hepática / The current study evaluated the role of parenteral solution of nutritional hepatotrophic factors in animals with cirrhosis undergoing partial hepatectomy. This procedure is fearful in these animals due to the possibility of acute liver failure, since removal of a liver fragment further reduces the functional capacity of an already compromised organ. Moreover, it is known that cirrhotic liver decreases its regenerative capacity, which impairs the recovery of the animal, and also regenerates cirrhotic. These factors, together, contribute to a considerable rate of postoperative mortality. However, there are some situations when these patients need to be submitted to liver resection, such as trauma, infections and neoplasm. In fact, the presence of hepatocellular carcinoma represents the most important indication of this procedure in patients with cirrhosis. On the other hand, it has been shown that parenteral administration of a solution of the nutritional hepatotrophic factors (NHF), a mixture of amino acids, vitamins, minerals and hormones, significantly increases cell proliferation and liver size in healthy, fibrotic and cirrhotic animals. In the two latter, beyond the liver growth, there is also a significant reduction in the amount of collagen, meaning a morphological enhancement, resulting in a functional improvement. Therefore, the objective of this study was to determine whether the use of nutritional hepatotrophic factors would also lead a morphological and functional improvement in animals with thioacetamide-induced cirrhosis after 40% liver resection. We used 40 rats (Rattus norvegicus) female Wistar whose cirrhosis was induced by intraperitoneal administration thioacetamide. At the end of this period, and after 10 days of rest, all animals were underwent a partial hepatectomy (PH) of 40%. They were then divided into two groups: one that received intraperitoneally a solution of nutritional hepatotrophic factors for 12 days, designated PH+NHF group, and another that received saline under the same conditions, forming the PH+S group. The following parameters were evaluated at the end of the trial period: biometrics (liver weight, HSI hepatossomatic index, and HCI hepatocarcass index), plasmatic liver biochemistry (AST, ALT, alkaline phosphatase, total bilirubin and albumin), quantification of volume density of collagen in liver morphology, quantification of cell proliferation by immunohistochemistry for PCNA and expression of pro-fibrotic genes (MMP2, TIMP1, TGF1 and Cola1) by real-time PCR. In fact, the livers of animals in group PH+NHF were larger than the animals in PH+S group (increases of 8.4%, 5.6% and 8.4% in liver weight, HSI and HCI, respectively), and also had higher rates of proliferation of hepatocytes (44.9%). There was also a 27.9% reduction in liver volume density of collagen in the group receiving NHF compared with the group that received saline. This reduction was also observed in gene expression of collagen a1, which was 53%. However, there were no differences in other genes evaluated. Among biochemical parameters, only the alkaline phosphatase showed a reduction. The results indicate that the use of NHF leads to an increase in liver regeneration accompanied by a reduction in the amount of collagen, and these findings, together, can represent a beneficial condition in the recovery of patients with cirrhosis undergoing liver resection

No description available.

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O presente trabalho avaliou o papel da solução parenteral de fatores hepatotróficos nutricionais em animais com cirrose submetidos à hepatectomia parcial. Este procedimento é temido nestes animais devido à possibilidade de ocorrência de falência hepática aguda, já que a remoção de um fragmento do fígado reduz ainda mais a capacidade funcional de um órgão já comprometido. Além disso, é conhecido que o fígado cirrótico diminui sua capacidade regenerativa, fato que atrasa a recuperação do animal, bem como também regenera cirroticamente. Esses fatores, aliados, contribuem para uma considerável taxa de mortalidade pós-operatória. Porém, há algumas situações em que estes pacientes precisam ser submetidos a ressecções hepáticas, tais como traumas, infecções e neoplasias. De fato, a presença de hepatocarcinomas representa a maior indicação deste procedimento em fígados cirróticos. Por outro lado, tem-se mostrado que a administração parenteral de solução de fatores hepatotróficos nutricionais (FHN), uma mistura de aminoácidos, vitaminas, sais minerais e hormônios, aumenta consideravelmente a proliferação celular e o tamanho do fígado em animais sadios, com fibrose e com cirrose. Nestes dois últimos, além do crescimento hepático, ocorre também uma importante redução na quantidade de colágeno, significando uma melhora morfológica que, por muitas vezes, resulta em uma melhora funcional. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi o verificar se o uso de fatores hepatotróficos nutricionais traria também uma melhora morfológica e funcional em animais com cirrose induzida por tiocetamida após uma ressecção hepática de 40%. Utilizou-se 40 ratos (Rattus norvegicus) Wistar fêmeas cuja indução da cirrose foi pela administração intraperitoneal de tiocetamida. Ao final deste período, e após 10 dias de descanso, todos os animais foram submetidos a uma hepatectomia parcial (HP) de 40%. Foram então divididos em dois grupos: um que recebeu intraperitonealmente a solução de fatores hepatotróficos nutricionais durante 12 dias, designado grupo HP+FHN, e outro que recebeu solução fisiológica nas mesmas condições, formando o grupo HP+S. Os seguintes parâmetros foram avaliados no término do período experimental: dados biométricos (peso do fígado, IHS: índice hepassomático e IHC: índice hepatocarcaça), bioquímica hepática plasmática (AST, ALT, fosfatase alcalina, bilirrubina total e albumina), quantificação da densidade volumétrica de colágeno hepático por morfometria, quantificação do índice de proliferação celular por imunohistoquímica para PCNA e expressão de genes pró-fibróticos (MMP2, TIMP1, Cola1 e TGFb1) por PCR em tempo real. De fato, os fígados dos animais do grupo HP+FHN estavam maiores do que os animais do grupo HP+S (aumentos de 8,4%, 5,6% e 8,4% no peso do fígado, IHS e IHC respectivamente), e também apresentaram maior índice de proliferação de hepatócitos (44,9%). Ocorreu também redução de 27,9% na densidade volumétrica do colágeno hepático no grupo que recebeu FHN comparandose com o grupo que recebeu solução salina. Esta redução também foi observada na expressão do gene de colágeno a1, que foi de 53%. Porém, não houve diferença nos demais genes avaliados. Dentre os parâmetros bioquímicos, apenas a fosfatase alcalina mostrou redução. Os resultados obtidos permitem concluir que o uso de FHN acarreta em um aumento da regeneração hepática acompanhado de uma redução da quantidade de colágeno e, esses achados, em conjunto, podem representar uma condição benéfica na recuperação de pacientes com cirrose submetidos à ressecção hepática / The current study evaluated the role of parenteral solution of nutritional hepatotrophic factors in animals with cirrhosis undergoing partial hepatectomy. This procedure is fearful in these animals due to the possibility of acute liver failure, since removal of a liver fragment further reduces the functional capacity of an already compromised organ. Moreover, it is known that cirrhotic liver decreases its regenerative capacity, which impairs the recovery of the animal, and also regenerates cirrhotic. These factors, together, contribute to a considerable rate of postoperative mortality. However, there are some situations when these patients need to be submitted to liver resection, such as trauma, infections and neoplasm. In fact, the presence of hepatocellular carcinoma represents the most important indication of this procedure in patients with cirrhosis. On the other hand, it has been shown that parenteral administration of a solution of the nutritional hepatotrophic factors (NHF), a mixture of amino acids, vitamins, minerals and hormones, significantly increases cell proliferation and liver size in healthy, fibrotic and cirrhotic animals. In the two latter, beyond the liver growth, there is also a significant reduction in the amount of collagen, meaning a morphological enhancement, resulting in a functional improvement. Therefore, the objective of this study was to determine whether the use of nutritional hepatotrophic factors would also lead a morphological and functional improvement in animals with thioacetamide-induced cirrhosis after 40% liver resection. We used 40 rats (Rattus norvegicus) female Wistar whose cirrhosis was induced by intraperitoneal administration thioacetamide. At the end of this period, and after 10 days of rest, all animals were underwent a partial hepatectomy (PH) of 40%. They were then divided into two groups: one that received intraperitoneally a solution of nutritional hepatotrophic factors for 12 days, designated PH+NHF group, and another that received saline under the same conditions, forming the PH+S group. The following parameters were evaluated at the end of the trial period: biometrics (liver weight, HSI hepatossomatic index, and HCI hepatocarcass index), plasmatic liver biochemistry (AST, ALT, alkaline phosphatase, total bilirubin and albumin), quantification of volume density of collagen in liver morphology, quantification of cell proliferation by immunohistochemistry for PCNA and expression of pro-fibrotic genes (MMP2, TIMP1, TGF1 and Cola1) by real-time PCR. In fact, the livers of animals in group PH+NHF were larger than the animals in PH+S group (increases of 8.4%, 5.6% and 8.4% in liver weight, HSI and HCI, respectively), and also had higher rates of proliferation of hepatocytes (44.9%). There was also a 27.9% reduction in liver volume density of collagen in the group receiving NHF compared with the group that received saline. This reduction was also observed in gene expression of collagen a1, which was 53%. However, there were no differences in other genes evaluated. Among biochemical parameters, only the alkaline phosphatase showed a reduction. The results indicate that the use of NHF leads to an increase in liver regeneration accompanied by a reduction in the amount of collagen, and these findings, together, can represent a beneficial condition in the recovery of patients with cirrhosis undergoing liver resection

Diversos estudos epidemiológicos mostram que nutrientes e outros compostos bioativos presentes nos alimentos (CBA) apresentam atividade quimiopreventiva contra o câncer. Assim, destaca-se o estudo dos isoprenóides devido a sua ação promissora tanto na prevenção quanto na terapia do câncer. Todavia, apesar dessas evidências, pouco se sabe a respeito da ação dessas substâncias nos processos de proliferação celular e apoptose in vivo. Assim, 141 ratos Wistar foram tratados durante duas semanas consecutivas com farnesol (grupo FR, 25 mg/100 g de peso corporal) ou óleo de milho (grupo OM; controle, 0,25 mL/100 g de peso corporal) e sacrificados em diferentes momentos após a hepatectomia parcial (HP; 0 h, 30 min, 2 h, 4 h, 8 h, 12 h, 18 h e 24 h). Os parâmetros hepáticos analisados foram a proliferação celular (núcleos marcados para PCNA/mm2), apoptose (corpúsculos apoptóticos [CA\'s] por mm2) e expressão de p65, ciclina D1 (\"western blot\") e HMG-CoA redutase (\"dot-blot\"). Os animais tratados com o isoprenóide, assim como o grupo controle, apresentaram reduzida taxa de proliferação celular até 8h após a cirurgia. No entanto, a partir desse momento, o grupo FR passou a apresentar taxa de proliferação celular inferior ao grupo OM, diferença esta que atingiu significância estatística (p<0,05) 24h após a HP. Com relação a apoptose, animais tratados com FR apresentaram maior número de CA\'s (p<0,05) do que o grupo OM 30 min após a HP. Já em relação à ação do FR em âmbito molecular, houve uma redução de 40% e 50% na expressão de p65 e ciclina D1 30min e 24h após a HP, respectivamente, embora essas diferenças não tenham atingido significância estatística (p>0,05). Além disso, animais tratados com o isoprenóide apresentaram maior (p<0,05) expressão do gene que codifica para HMG-CoA redutase 2 h e 12 h após a cirurgia. Assim, tanto a inibição da proliferação celular quanto a indução de apoptose podem ser reflexo das alterações da expressão hepática dos genes para HMG-CoA redutase, p65 e ciclina D1 por parte do isoprenóide. / Epidemiological data have shown that nutrients and others bioactive compounds in food have chemopreventive activities against cancer. Among these compounds, isoprenoids are suggested either as a chemopreventive or chemotherapy agents. However, despite these evidences, studies focused on the isoprenoids activities on cell proliferation and apoptosis in vivo are rare. Thus, the effect of the 15-carbon isoprenoid farnesol on liver regeneration after partial hepatectomy was evaluated. Wistar rats were treated for two consecutive weeks with farnesol (FR group, 25 mg/100 g body weight) or corn oil (OM group, control, 0,25 mL/100 g body weight) and killed at different time points after partial hepatectomy (HP; 0 h, 30 min, 2 h, 4 h, 8 h, 12 h, 18 h and 24 h). Still, hepatic cell proliferation (PCNA lebeled nuclei), apoptosis (quantification of apoptotic bodies), p65 and cyclin D1 protein expression (western blot) and HMG-CoA reductase mRNA expression (dot blot) were also evaluated. Comparing to OM group, farnesol treatment significantly inhibited (p<0,05) hepatic cell proliferation 24 h after HP. Regarding apoptosis, also compared to controls, farnesol treated rats presented more (p<0,05) apoptotic bodies at 30 min. Besides, there were a suggestion of a higher number of apoptotic bodies 2 and 12 hours after HP in FR group comparing to OM group. According to western blot analysis, comparing to controls, this 15-carbon isoprenoid reduced 40% and 50% p65 and cyclin D1 hepatic protein expression, 30 min and 24 h after partial hepatectomy, respectively, although the differences did not also reach the statistical significance. Furthermore, farnesol treated rats had higher (p<0,05) HMG-CoA reductase mRNA levels than controls 2 h and 12 h after the surgery. Theses data suggest that the alterations on p65, cyclin D1 and HMG¬-CoA reductase gene expression observed in FR group might be associated with the inhibition of cell proliferation and the induction of apoptosis by farnesol.

INTRODUÇÃO. A definição de insuficiência hepática pós-operatória (IHP) não é ainda padronizada, dificultando a comparação de inovações em procedimentos hepáticos e tornando complexo o uso de possíveis intervenções terapêuticas pós- operatórias em um momento adequado. CASUÍSTICA E MÉTODOS. Entre 1998 e 2002, 775 resecções hepáticas eletivas, dos quais 531 (69%) por doenças malignas e 464 (60%) consistindo em hepatectomias maiores, foram incluídas de maneira prospectiva em um banco de dados. O parênquima hepático não-tumoral foi anormal em 330 pacientes (43%) incluindo esteatose em mais que 30% dos hepatócitos em 107 (14%), fibrose sem cirrose em 237 (43%) e cirrose em 94 (12%). Foi analisado o impacto sobre a mortalidade da ocorrência de tempo de protrombina (TP) menor que 50% e bilirrubina total sérica (BT) maior que 50 µmol/L (3 mg/dl) (critério 50-50) nos dias pós-operatórios (PO) 1, 3, 5 e 7. RESULTADOS. A cinética pós-operatória do TP e da BT foram diferentes. O menor nível de TP foi no primeiro dia pós-operatório (PO) e o pico de BT foi no terceiro dia PO. A tendência ao retorno para valores pré-operatórios destes dois fatores bioquímicos se firmou claramente no quinto DPO. A mortalidade operatória global foi de 3.4% (26 pacientes), incluindo 21 (81%) casos com parênquima não-tumoral anormal e 20 (77%) após uma hepatectomia maior. O índice de mortalidade foi maior em pacientes com TP < 50% ou BT > 50 µmol/L (3 mg/dl) no pós-operatório. A conjunção de TP < 50% e BT > 50 µmol/L (3 mg/dl) no quinto DPO foi potente fator preditivo de mortalide, a qual atingiu 59% quando esta associação ocorreu. CONCLUSÕES. A partir do quinto dia PO, a associação de TP > 50% e BT > 50 µml/L (3 mg/dl) (critério 50-50) foi preditor prático e acurado de índice de mortalidade após hepatectomia. Propõe-se assim este critério como definição de insuficiência hepática pós-operatória. / INTRODUCTION. Definition of postoperative liver failure (PLF) is not standardized, rendering complex the comparison of novelties in liver procedures and also the use of possible postoperative therapeutic interventions in due time. METHODS. Between 1998 and 2002, 775 elective liver resections, whence 531 (69%) were for malignancies and 464 (60%) for major resections, were included in a prospective database. The non- tumorous hepatic parenchima was abnormal in 330 patients (43%) including steatosis > 30% in 107 (14%), non-cirrhotic fibrosis in 237 (43%) and cirrhosis in 94 (12%). The clinical impact of Prothrombin Time (PT) < 50% and Serum Bilirubin (SB) > 50µmol/L (3 mg/dl) (50-50 criteria) on postoperative days (POD) 1, 3, 5 and 7 was analyzed. RESULTS. Kinetic of postoperative PT and SB were different. Lowest PT levels were on POD1 and the peak of SB was on POD 3. The tendency to return to preoperative values of these two biochemical factors was clearly affirmed on POD 5. Operative mortality was 3.4% (26 patients), including 21 (81%) cases with abnormal liver parenchyma and 20 (77%) following major hepatectomies. Mortality rate was increased in patients with PT < 50% or SB > 50µmol/L (3mg/dl). The conjunction of PT < 50% and SB > 50µmol/L (3 mg/dl) on POD 5 was a strong predictive factor of increased mortality, which reached 59%. CONCLUSIONS We found that after postoperative day 5, the association of PT > 50% and SB > 50µml/L (3 mg/dl) (50-50 criteria) was a simple and accurate predictor of mortality after hepatectomy. These results allow us to propose this criteria as a definition of postoperative liver failure.

The liver is a multi-functional organ that regulates major physiological processes and that possesses a remarkable regeneration capacity. After loss of functional liver mass the liver grows back to its original, individual size through hepatocyte proliferation and apoptosis. How does a single hepatocyte ‘know’ when the organ has grown to its final size? This work considers the initial growth phase of liver regeneration after partial hepatectomy in which the mass is restored. There are strong and valid arguments that the trigger of proliferation after partial hepatectomy is mediated through the portal blood flow. It remains unclear, if either or both the concentration of metabolites in the blood or the shear stress are crucial to hepatocyte proliferation and liver size control. A cell-based mathematical model is developed that helps discriminate the effects of these two potential triggers. Analysis of the mathematical model shows that a metabolic load and a hemodynamical hypothesis imply different feedback mechanisms at the cellular scale. The predictions of the developed mathematical model are compared to experimental data in rats. The assumption that hepatocytes are able to buffer the metabolic load leads to a robustness against short-term fluctuations of the trigger which can not be achieved with a purely hemodynamical trigger.

INTRODUÇÃO: Transplantes parciais de fígado em crianças têm sido realizados com maior freqüência, enfatizando a importância do estudo da regeneração hepática, bem como dos efeitos de drogas imunossupressoras sobre a mesma. A regeneração do parênquima é o resultado do balanço entre multiplicação celular e apoptose, esta última definida como morte celular programada. Neste processo, estão envolvidas expressões de genes pró-apoptóticos (Bak e Bax) e anti-apoptóticos (Bcl-XL e Bcl-2). Dentre as proteínas relacionadas à proliferação hepatocitária, destaca-se a interleucina-6 (IL-6). Embora o modelo de ressecção de 70% da massa hepática de ratos adultos seja amplamente utilizado para estudos de regeneração, não há trabalhos com animais em crescimento. MÉTODOS: Na presente pesquisa, foi padronizado o modelo de hepatectomia parcial em ratos recém-nascidos e em recém-desmamados: realizou-se ligadura com fio de algodão do pedículo dos lobos esquerdo lateral, esquerdo medial e direito medial, seguida da ressecção do parênquima desses lobos. Os fígados remanescentes foram imediatamente pesados e comparados com os pesos dos fígados de animais controles. Para caracterização dos modelos de regeneração, 40 ratos recém-nascidos e 30 recém-desmamados foram submetidos à hepatectomia descrita e mortos nos dias subseqüentes (1, 2, 3, 4 e 7), e o fígado residual submetido a análises de peso e histologia convencional. A seguir, 36 animais (18 recém-nascidos e 18 recém-desmamados) foram divididos nos seguintes grupos: controle, cirurgia simulada e hepatectomia. Um dia após, utilizando métodos moleculares (técnica do RT-PCR), estudou-se a expressão do gene da IL-6, dos genes pró-apoptóticos e anti-apoptóticos nos fígados desses animais e, por meio de métodos imunoistoquímicos, analisou-se a presença de antígenos relacionados à proliferação celular (PCNA) e apoptose (TUNEL) em lâminas preparadas pela técnica do \"tissue microarray\". Em outros 36 ratos (18 recém-nascidos e 18 recém-desmamados), foram administradas drogas imunossupressoras (metilprednisolona, ciclosporina A ou tacrolimus, separadamente) no ato da hepatectomia, e o parênquima hepático remanescente submetido às mesmas análises moleculares e imunoistoquímicas, um dia após. RESULTADOS: A ressecção do parênquima hepático correspondeu a 70% da massa total do fígado. A mortalidade relacionada à hepatectomia nos animais recém-nascidos e recém-desmamados foi 30% e 0% respectivamente. Na análise histológica observou-se maior quantidade de mitoses em hepatócitos no terceiro dia nos recém-nascidos e no segundo dia nos recém-desmamados, com normalização da arquitetura do parênquima até o 7º dia e recuperação total do peso de ambos. No animal recém-nascido, notou-se intensa esteatose associada ao processo regenerativo. A hepatectomia provocou aumento na expressão do gene da IL-6 no fígado residual e diminuição da expressão dos genes pró-apoptóticos em ambos os modelos, além de aumento do anti-apoptótico Bcl-2 nos animais recém-desmamados. O estudo realizado sobre o efeito das drogas imunossupressoras mostrou resultados diferentes daqueles descritos em animais adultos, não havendo alteração no número de células em proliferação (PCNA positivas) ou apoptose (TUNEL positivas). As drogas não tiveram efeito sobre a expressão do gene da IL-6. Metilprednisolona e tacrolimus ocasionaram aumento da expressão do gene anti-apoptótico Bcl-2 em ambos os modelos; metilprednisolona e ciclosporina provocaram aumento na expressão do gene pró-apoptótico Bak nos ratos recém-nascidos. CONCLUSÕES: os modelos de regeneração hepática em ratos recém-nascidos e recém-desmamados foram exeqüíveis e adequados para a pesquisa; a hepatectomia promoveu estímulo da proliferação de hepatócitos com inibição da apoptose; as drogas imunossupressoras utilizadas não exerceram efeito sobre a proliferação de hepatócitos porém provocaram aumento da expressão de genes relacionados a apoptose. / INTRODUCTION: Partial liver transplantation has been performed in children with increasing frequency, and this emphasizes the importance of the studies of hepatic regeneration and the effects of immunosuppressive drugs on this phenomenon. Liver regeneration is controlled by the balance between cell proliferation and apoptosis (defined as a programmed cell death that results from the expression of pro-apoptotic genes - Bax and Bak - and anti-apoptotic genes - Bcl-2 and Bcl-XL). Among proteins related to hepatocyte proliferation, interleukin-6 is an important one. Although the adult rat model of 70% hepatectomy has been widely utilized for studies of liver regeneration, there are no studies using growing animals. METHODS: In the current paper, two experimental models were created utilizing newborn and weaning rats: using a cotton thread, the vascular hilum and the hepatic vein were ligated and the left lateral, left medial and right medial lobes were resected. The remaining liver was immediately harvested and weighted to be compared to control livers. The animals were sacrificed on days 1, 2, 3, 4, and 7 after the operation, the remnant livers were weighted and harvested for histological examinations. Then, 36 animals (18 newborn and 18 weaning animals) were divided into the following groups: control, sham and hepatectomy. One day after, the expressions of IL-6 gene, pro-apoptotic and anti-apoptotic genes were studied in the remnant livers. Immunohistochemical stainings for cell antigens related to cell proliferation (PCNA) and apoptosis (TUNEL) were also performed utilizing tissue microarray sections. In another group of 36 animals (18 newborn and 18 weaning animals), immunosuppressive drugs were administered just after the hepatectomy (methylprednisolone, cyclosporine A or tacrolimus separately), and the remnant liver submitted to the same molecular and immunohistochemical studies. RESULTS: The resected liver corresponded to 70% of the total liver weight. The mortality rates after hepatectomy were 30% and 0% for newborn and weaning rats, respectively. The histological examinations showed a great number of mitoses of hepatocytes on the third day in newborns and on the second day in weaning rats, and normalization of histological aspects by 7 days after hepatectomy and weight recuperation. In the newborn group liver regeneration was related to an intense steatosis. Hepatectomy promoted an increase in the expression of IL-6 gene of the remnant liver, a decreased expression of pro-apoptotic genes in both models, and an increased expression of anti-apoptotic Bcl-2 gene in weaning rats. The study of the effects of immunosuppressants showed different results from those described in adult animals, with no alterations in the number of cells in proliferation (PCNA positive) and apoptosis (TUNEL positive). Drugs had no effect in expression of IL-6 gene. Methylprednisolone and tacrolimus promoted an increased expression of anti-apoptotic gene Bcl-2. In addition, methylprednisolone and cyclosporine promoted an increase in the expression of the pro-apoptotic gene Bak in newborn rats. CONCLUSIONS: The experimental models were feasible and adequate for the current investigations; hepatectomy stimulated hepatocyte proliferation and inhibited hepatic cells apoptosis; the utilized immunosuppressant drugs did not affect hepatocyte proliferation although an increased expression of apoptosis-related genes was verified.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A medula óssea adulta possui duas populações de células-tronco importantes no tratamento de diversas doenças hepáticas: células-tronco hematopoiéticas (CTHs) e células-tronco mesenquimais. A regeneração do fígado após a hepatectomia é um processo complexo que requer a proliferação de todas as células hepáticas. Fatores de crescimento, citocinas e componentes da matriz extracelular são elementos-chave nesse processo. As lamininas são uma família de proteínas de matriz extracelular, com funções adesivas e quimiotáticas pelo recrutamento de integrinas e outros receptores de superfície celular. No fígado normal, a laminina é expressa nas veias porta e centrolobular. O objetivo desse estudo foi investigar a expressão de laminina durante a regeneração hepática induzida por hepatectomia parcial e após o transplante de células mononucleares de medula óssea. As células mononucleares de medula óssea foram obtidas dos fêmures e tíbias de ratos, isoladas, marcadas com DAPI e injetadas pela veia porta em ratos recém-hepatectomizados. Os fígados foram coletados 15 minutos, 1 dia e 3 dias após a hepatectomia e o transplante de células de medula óssea e congelados. Os cortes foram imunomarcados com anticorpos primários anti-CD34 e anti-laminina de rato e observados em microscópio confocal de varredura a laser. Os resultados mostraram que 15 minutos após a hepatectomia parcial, as células-tronco hematopoiéticas CD34+ transplantadas foram encontradas em contato com a laminina localizada nas veias porta e centrolobular, indicando que a laminina poderia participar na adesão inicial das células-tronco a esses vasos logo após o seu transplante. Além disso, 1 e 3 dias após a hepatectomia, as células mononucleares de medula óssea transplantadas foram observadas nos sinusóides hepáticos expressando laminina. Esses resultados sugerem que a laminina pode ser um componente da matriz extracelular importante para a adesão e enxerto de células de medula óssea no fígado após uma lesão. Nós também analisamos a expressão de osteopontina (OPN) em células de medula óssea e CTHs. Os resultados por microscopia confocal demonstraram que a maioria das células mononucleares de medula óssea recém-isoladas expressa quantidades variáveis de OPN. Além disso, algumas CTHs CD34+ também expressam OPN. Após 1 e 4 dias de cultura, observamos uma diminuição de células expressando CD34, e um aumento na expressão de OPN pelas células mononucleares de medula óssea. / The adult bone marrow retains two populations of stem cells with emerging importance for the treatment of diverse liver diseases: hematopoietic stem cells (HSCs) and mesenchymal stem cells. Liver regeneration after partial hepatectomy is a complex process that requires the proliferation of all hepatic cells. Growth factors, cytokines and extracellular matrix molecules are key elements in this process. Laminins are a family of heterotrimeric extracellular matrix proteins with adhesive and chemotactic functions, through recruitment of integrins and other cell surface receptors. In the normal liver, laminin is expressed in portal and centrolobular veins. The aim of this study was to investigate laminin expression during liver regeneration induced by partial hepatectomy and after bone marrow mononuclear cells transplantation. Rat bone marrow mononuclear cells were obtained from tibias and femurs, isolated, stained with DAPI and injected in immediately hepatectomyzed rats via portal vein. Livers were collected 15 minutes, 1 day and 3 days after hepatectomy and bone marrow cells transplantation and frozen. Liver sections were immunolabeled with mouse anti-rat CD34 and rabbit anti-rat laminin primary antibodies and observed under a Laser Scanning Confocal Microscope. Results showed that 15 minutes after partial hepatectomy, transplanted CD34+ HSCs were found in contact with laminin, which was localized principally in portal and centrolobular veins of rat livers, indicating that laminin could participate in stem cell initial attachment to these vessels soon after their transplantation. Furthermore, 1 and 3 days after hepatectomy, transplanted bone marrow mononuclear cells were found in the hepatic sinusoids expressing laminin. These results suggest that laminin could be an important extracellular matrix component for bone marrow cell adhesion and grafting in the injured liver. We also analyzed osteopontin (OPN) expression in bone marrow mononuclear cells and HSCs. Results by confocal microscopy showed that the most freshly isolated bone marrow mononuclear cells express variable amounts of OPN. Furthermore, some CD34+ HSCs also expressed OPN. After 1 and 4 days in culture, we observed a decrease in CD34+ cells, and an increase in OPN expression in bone marrow mononuclear cells.