Intravenous feeding of patients with essential and balanced nutrition is required when enteral feeding is not tolerated, therefore indicating the need for Total Parenteral Nutrition (TPN). This life-saving therapy is also associated with the increase risk of intrahepatic cholestasis. The incidence of TPN-related hepatobiliary complications is common in both adults and infants on TPN. Previous work in in vivo models suggested that one of the potential contributing factors is the aluminum contamination of TPN solutions. The mechanism by which aluminum contributes to the PNAC development, though, was unknown. Aluminum as a risk factor may influence a number of hepatocellular functions to lead to cholestasis but one possible mechanism is the potential for aluminum to cause dysfunction of those transporters responsible in the maintenance of bile flow. To provide some initial information regarding the role of aluminum as a contributing factor to cholestasis and the possible underlying mechanism, cytotoxicity studies were conducted to determine whether aluminum causes direct toxicity of HepG2 cells. Furthermore, the influence of aluminum on the mRNA expression of hepatic biliary transporters (BSEP, MRP2, MATE1, NTCP) and nuclear transcription factor (FXR) in HepG2 cells using real-time RT-PCR analysis was assessed. Since inflammation is a component of cholestasis, these investigations also involved the use of an inflammatory stimulus, lipopolysaccharide (LPS), to determine whether the effects of aluminum were exacerbated by underlying inflammation. My data suggest that for the canalicular hepatic transporters MATE1 and BSEP, aluminum at higher concentration alone as well as with LPS caused increased mRNA expression levels. In addition to this, BSEP mRNA expression was preserved and that of MATE1 was increased on LPS exposure. Given the particular importance of BSEP in the maintenance of bile flow and reported effects of drug-induced inhibition of BSEP to cause hepatic cholestasis, the influence of aluminum on BSEP (and MATE1) protein expression and activity warrant investigation. Further studies may identify that inhibition of BSEP function (and possibly MATE1) by aluminum contamination of total parenteral nutrition formulations may explain, in part, the intrahepatic cholestasis associated with parenteral nutrition.

Portal fibroblasts are newly discovered liver cells that may be of particular importance in biliary fibrosis. Recent data indicate that portal fibroblasts express NTPDase2, an ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolase. Portal fibroblasts exist within the peri-portal regions of rat livers and express NTPDase2 adjacent to the basolateral side of intrahepatic bile ducts. Because extracellular nucleotides regulate secretion via activation of P2Y purinergic receptors, extracellular nucleotide hydrolysis via NTPDase2 makes NTPDase2 a potential regulator of bile ductular secretion. We propose that NTPDase2 expression may be altered in biliary fibrosis, especially in conditions in which bile duct epithelia are the target of disease. To test this hypothesis we have contrasted the distribution of NTPDase2 in normal and diseased liver states. Using confocal immunofluorescence, we assessed differences in expression of NTPDase2 in liver biopsy specimens from normal liver, primary biliary cirrhosis (PBC), and hepatitis C (HepC). We found that NTPDase2 was down regulated in the peri-portal regions of patients with PBC when compared to normal patients. Hepatitis C, however, showed NTPDase2 staining equal to or nearly equal to that of normal liver. The intermediate filament vimentin was down regulated in both PBC and Hep C when compared to normal liver. We conclude that NTPDase2 expression is down regulated in PBC but not Hep C, while vimentin is down regulated in both disease states when compared to normal liver.

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Introdução: A atresia biliar (AB) é uma doença que se inicia na infância e caracteriza-se por obstrução das vias biliares extra-hepáticas, e por colangiopatia progressiva, de etiologia desconhecida. Seu tratamento consiste numa portoenterostomia, cujo sucesso é variável. Fatores como a idade na portoenterostomia e normalização de bilirrubinas séricas influenciam a sobrevida do paciente com seu próprio fígado. Nosso grupo estuda o envolvimento de uma arteriopatia na etiologia da AB. O fator de crescimento vascular endotelial (VEGF) e seus receptores VEGFR1 e VEGFR2 participam da angiogênese em situações de distúrbio vascular. Objetivo: Quantificar a expressão gênica de VEGFA e seus receptores, relacionando com variáveis moleculares, morfométricas e clínico-laboratoriais associadas com a gravidade da AB e o prognóstico pós-portoenterostomia. Métodos: Estudo de amostras de biópsias em cunha coletadas na laparotomia exploradora de pacientes com AB, na sua forma isolada IgM- para citomegalovírus (n= 32), comparando com lactentes com colestase intra-hepática (CIH, n= 09), pareados por idade. Uma amostra foi ultracongelada (análise molecular) e outra, parafinizada (análises histológica e imunoistoquímica). A expressão dos genes angiogênicos (VEGFA, VEGFR1 e VEGFR2), fibrogênico (MCP1, proteína quimiotática de monócitos) e de reação ductular (CK19, citoqueratina 19), além do gene normalizador, ribossomal 18S, foi medida por PCRq com sondas TaqMan®. As análises morfométricas, a partir de material parafinado, incluindo extensão de fibrose e reação ductular foram mensuradas através do programa Image Pro Plus 6.0. Variáveis clínico-laboratoriais foram prospectivamente coletadas no banco de dados da Unidade de Hepatologia Pediátrica do HCPA. Resultados: VEGFR2 foi menos expresso na AB em comparação com CIH (P <0,001), enquanto não houve diferença significante na expressão de VEGFR1 (P= 0,086) e apenas uma tendência de menor expressão do VEGFA (P= 0,060) no grupo AB. Quanto à expressão de VEGFA e VEGFR2, dois subgrupos de AB foram observados: um com expressão levemente superior ou igual à CIH e outro com expressão 3 vezes menor que a mediana do grupo CIH. Os subgrupos com menor expressão foram denominados loVEGFA e loVEGFR2. Na AB, a expressão do VEGFA teve correlação positiva com a de seus receptores VEGFR1 e VEGFR2 (rs=0,8; P<0,001 e rs=0,5; P=0,001). A expressão de VEGFR2 teve uma forte correlação negativa com a idade na portoenterostomia (rs=-0,6;P=0,001). As bilirrubinas séricas total e direta foram negativamente correlacionadas com VEGFA (rs=-0,5;P=0,007 e rs=-0,4;P=0,033) e VEGFR2 (rs=-0,5;P=0;004 e rs=-0,6;P=0,001). No subgrupo loVEGFR2 a expressão de CK19 estava diminuída, e a de MCP1 não se associou à expressão gênica das moléculas angiogênicas. Conclusões: Na AB há um subgrupo com diminuição na expressão de VEGFA e VEGFR2. A expressão de ambas as moléculas correlacionou-se ao comportamento das variáveis associadas a gravidade da doença e obstrução do fluxo biliar na portoenterostomia, incluindo bilirrubinas séricas e idade. O subgrupo de baixa expressão do VEGFR2 apresentou diminuição da massa de colangiócitos, segundo a expressão do CK 19, mas foi independente da expressão do marcador de fibrose, MCP1. / Background: Biliary atresia (BA) is a disease that begins in infancy and is characterized by complete obstruction of extrahepatic biliary ducts and a progressive cholangiopathy of undefined etiology. Treatment of BA consists of a portoenterostomy, whose success is variable. Factors such as age at portoenterostomy and post-operative normalization of serum bilirubin influence the native liver survival. Our group studies the role of an arteriopathy, and thus of hypoxia, in the etiology of BA. Expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) A and its receptors, VEGFR1 and VEGFR2, induce angiogenesis in response to hypoxia. Aim: To assess gene expression of VEGFA and its receptors in BA, correlating with molecular, morphometric and clinical-laboratory variables associated with the disease severity and the post-portoenterostomy prognosis of BA. Methods: Liver biopsy specimens collected at exploratory laparotomy of age-matched patients with isolated, cytomegalovirus IgM-negative BA (n=32) and intrahepatic cholestasis (IHC, n=9) were evaluated. A sample was ultrafrozen (for molecular analysis) and the other was paraffin-embedded (for histological and morphometric analyzes). The expression of genes involved in angiogenic (VEGFA, VEGFR1 and VEGFR2), biliary fibrosis (MCP1 - monocyte chemotaxis protein 1) and cholangiocyte phenotype (CK19 – cytokeratin 19), was measured by TaqMan® probes with qPCR, using ribosomal 18S as the normalizing gene. Extents of fibrosis and ductular reaction were morphometrically assessed using the Image Pro Plus 6.0. Clinical-laboratory variables were collected from the database of the Pediatric Hepatology Unit of Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Results: VEGFR2 was less expressed in BA compared with IHC (P <0.001), whereas there was no significant difference in the expression of VEGFR1 (P=0.086) and only a trend of a lower expression of VEGFA (P=0.060) in the BA group. Regarding VEGFA and VEGFR2, two subgroups of BA were defined: low expression, with values 3 times lower than the median of the IHC group, and high expression. In BA, VEGFA expression was positively correlated with that of VEGFR1 and VEGFR2 (rs=0.8, P<0.001; rs=0.58, P=0.001). The expression of VEGFR2 had a strong negative correlation with age at portoenterostomy (rs=-0.6, P=0.001). Total and direct reacting bilirubins were both negatively correlated with VEGFA expression (rs=-0.5, P=0.007; rs=-0.4,P=0.033) and VEGFR2 (rs=-0.5,P=0.004; rs=-0.6,P=0.001). In the low VEGFR2 expression (loVEGFR2) subset, gene expression of CK19, marker of cholangiocyte phenotype, was decreased. MCP1, marker of fibrosis, was not associated with he expression of the angiogenic factors. Conclusion: In BA there is a subset of patients with decreased expression of VEGFA and VEGFR2. The expression of these molecules is correlated with variables associated to disease severity and bile flow obstruction at portoenterostomy, including age and serum bilirubin levels. The loVEGFR2 expression is associated with a decreased cholangiocyte mass as evaluated by CK19 expression, and is independent of the expression of the fibrosis marker MCP1.

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Introdução: A atresia biliar (AB) é uma doença que se inicia na infância e caracteriza-se por obstrução das vias biliares extra-hepáticas, e por colangiopatia progressiva, de etiologia desconhecida. Seu tratamento consiste numa portoenterostomia, cujo sucesso é variável. Fatores como a idade na portoenterostomia e normalização de bilirrubinas séricas influenciam a sobrevida do paciente com seu próprio fígado. Nosso grupo estuda o envolvimento de uma arteriopatia na etiologia da AB. O fator de crescimento vascular endotelial (VEGF) e seus receptores VEGFR1 e VEGFR2 participam da angiogênese em situações de distúrbio vascular. Objetivo: Quantificar a expressão gênica de VEGFA e seus receptores, relacionando com variáveis moleculares, morfométricas e clínico-laboratoriais associadas com a gravidade da AB e o prognóstico pós-portoenterostomia. Métodos: Estudo de amostras de biópsias em cunha coletadas na laparotomia exploradora de pacientes com AB, na sua forma isolada IgM- para citomegalovírus (n= 32), comparando com lactentes com colestase intra-hepática (CIH, n= 09), pareados por idade. Uma amostra foi ultracongelada (análise molecular) e outra, parafinizada (análises histológica e imunoistoquímica). A expressão dos genes angiogênicos (VEGFA, VEGFR1 e VEGFR2), fibrogênico (MCP1, proteína quimiotática de monócitos) e de reação ductular (CK19, citoqueratina 19), além do gene normalizador, ribossomal 18S, foi medida por PCRq com sondas TaqMan®. As análises morfométricas, a partir de material parafinado, incluindo extensão de fibrose e reação ductular foram mensuradas através do programa Image Pro Plus 6.0. Variáveis clínico-laboratoriais foram prospectivamente coletadas no banco de dados da Unidade de Hepatologia Pediátrica do HCPA. Resultados: VEGFR2 foi menos expresso na AB em comparação com CIH (P <0,001), enquanto não houve diferença significante na expressão de VEGFR1 (P= 0,086) e apenas uma tendência de menor expressão do VEGFA (P= 0,060) no grupo AB. Quanto à expressão de VEGFA e VEGFR2, dois subgrupos de AB foram observados: um com expressão levemente superior ou igual à CIH e outro com expressão 3 vezes menor que a mediana do grupo CIH. Os subgrupos com menor expressão foram denominados loVEGFA e loVEGFR2. Na AB, a expressão do VEGFA teve correlação positiva com a de seus receptores VEGFR1 e VEGFR2 (rs=0,8; P<0,001 e rs=0,5; P=0,001). A expressão de VEGFR2 teve uma forte correlação negativa com a idade na portoenterostomia (rs=-0,6;P=0,001). As bilirrubinas séricas total e direta foram negativamente correlacionadas com VEGFA (rs=-0,5;P=0,007 e rs=-0,4;P=0,033) e VEGFR2 (rs=-0,5;P=0;004 e rs=-0,6;P=0,001). No subgrupo loVEGFR2 a expressão de CK19 estava diminuída, e a de MCP1 não se associou à expressão gênica das moléculas angiogênicas. Conclusões: Na AB há um subgrupo com diminuição na expressão de VEGFA e VEGFR2. A expressão de ambas as moléculas correlacionou-se ao comportamento das variáveis associadas a gravidade da doença e obstrução do fluxo biliar na portoenterostomia, incluindo bilirrubinas séricas e idade. O subgrupo de baixa expressão do VEGFR2 apresentou diminuição da massa de colangiócitos, segundo a expressão do CK 19, mas foi independente da expressão do marcador de fibrose, MCP1. / Background: Biliary atresia (BA) is a disease that begins in infancy and is characterized by complete obstruction of extrahepatic biliary ducts and a progressive cholangiopathy of undefined etiology. Treatment of BA consists of a portoenterostomy, whose success is variable. Factors such as age at portoenterostomy and post-operative normalization of serum bilirubin influence the native liver survival. Our group studies the role of an arteriopathy, and thus of hypoxia, in the etiology of BA. Expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) A and its receptors, VEGFR1 and VEGFR2, induce angiogenesis in response to hypoxia. Aim: To assess gene expression of VEGFA and its receptors in BA, correlating with molecular, morphometric and clinical-laboratory variables associated with the disease severity and the post-portoenterostomy prognosis of BA. Methods: Liver biopsy specimens collected at exploratory laparotomy of age-matched patients with isolated, cytomegalovirus IgM-negative BA (n=32) and intrahepatic cholestasis (IHC, n=9) were evaluated. A sample was ultrafrozen (for molecular analysis) and the other was paraffin-embedded (for histological and morphometric analyzes). The expression of genes involved in angiogenic (VEGFA, VEGFR1 and VEGFR2), biliary fibrosis (MCP1 - monocyte chemotaxis protein 1) and cholangiocyte phenotype (CK19 – cytokeratin 19), was measured by TaqMan® probes with qPCR, using ribosomal 18S as the normalizing gene. Extents of fibrosis and ductular reaction were morphometrically assessed using the Image Pro Plus 6.0. Clinical-laboratory variables were collected from the database of the Pediatric Hepatology Unit of Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Results: VEGFR2 was less expressed in BA compared with IHC (P <0.001), whereas there was no significant difference in the expression of VEGFR1 (P=0.086) and only a trend of a lower expression of VEGFA (P=0.060) in the BA group. Regarding VEGFA and VEGFR2, two subgroups of BA were defined: low expression, with values 3 times lower than the median of the IHC group, and high expression. In BA, VEGFA expression was positively correlated with that of VEGFR1 and VEGFR2 (rs=0.8, P<0.001; rs=0.58, P=0.001). The expression of VEGFR2 had a strong negative correlation with age at portoenterostomy (rs=-0.6, P=0.001). Total and direct reacting bilirubins were both negatively correlated with VEGFA expression (rs=-0.5, P=0.007; rs=-0.4,P=0.033) and VEGFR2 (rs=-0.5,P=0.004; rs=-0.6,P=0.001). In the low VEGFR2 expression (loVEGFR2) subset, gene expression of CK19, marker of cholangiocyte phenotype, was decreased. MCP1, marker of fibrosis, was not associated with he expression of the angiogenic factors. Conclusion: In BA there is a subset of patients with decreased expression of VEGFA and VEGFR2. The expression of these molecules is correlated with variables associated to disease severity and bile flow obstruction at portoenterostomy, including age and serum bilirubin levels. The loVEGFR2 expression is associated with a decreased cholangiocyte mass as evaluated by CK19 expression, and is independent of the expression of the fibrosis marker MCP1.

Introdução: A atresia biliar (AB) é uma doença que se inicia na infância e caracteriza-se por obstrução das vias biliares extra-hepáticas, e por colangiopatia progressiva, de etiologia desconhecida. Seu tratamento consiste numa portoenterostomia, cujo sucesso é variável. Fatores como a idade na portoenterostomia e normalização de bilirrubinas séricas influenciam a sobrevida do paciente com seu próprio fígado. Nosso grupo estuda o envolvimento de uma arteriopatia na etiologia da AB. O fator de crescimento vascular endotelial (VEGF) e seus receptores VEGFR1 e VEGFR2 participam da angiogênese em situações de distúrbio vascular. Objetivo: Quantificar a expressão gênica de VEGFA e seus receptores, relacionando com variáveis moleculares, morfométricas e clínico-laboratoriais associadas com a gravidade da AB e o prognóstico pós-portoenterostomia. Métodos: Estudo de amostras de biópsias em cunha coletadas na laparotomia exploradora de pacientes com AB, na sua forma isolada IgM- para citomegalovírus (n= 32), comparando com lactentes com colestase intra-hepática (CIH, n= 09), pareados por idade. Uma amostra foi ultracongelada (análise molecular) e outra, parafinizada (análises histológica e imunoistoquímica). A expressão dos genes angiogênicos (VEGFA, VEGFR1 e VEGFR2), fibrogênico (MCP1, proteína quimiotática de monócitos) e de reação ductular (CK19, citoqueratina 19), além do gene normalizador, ribossomal 18S, foi medida por PCRq com sondas TaqMan®. As análises morfométricas, a partir de material parafinado, incluindo extensão de fibrose e reação ductular foram mensuradas através do programa Image Pro Plus 6.0. Variáveis clínico-laboratoriais foram prospectivamente coletadas no banco de dados da Unidade de Hepatologia Pediátrica do HCPA. Resultados: VEGFR2 foi menos expresso na AB em comparação com CIH (P <0,001), enquanto não houve diferença significante na expressão de VEGFR1 (P= 0,086) e apenas uma tendência de menor expressão do VEGFA (P= 0,060) no grupo AB. Quanto à expressão de VEGFA e VEGFR2, dois subgrupos de AB foram observados: um com expressão levemente superior ou igual à CIH e outro com expressão 3 vezes menor que a mediana do grupo CIH. Os subgrupos com menor expressão foram denominados loVEGFA e loVEGFR2. Na AB, a expressão do VEGFA teve correlação positiva com a de seus receptores VEGFR1 e VEGFR2 (rs=0,8; P<0,001 e rs=0,5; P=0,001). A expressão de VEGFR2 teve uma forte correlação negativa com a idade na portoenterostomia (rs=-0,6;P=0,001). As bilirrubinas séricas total e direta foram negativamente correlacionadas com VEGFA (rs=-0,5;P=0,007 e rs=-0,4;P=0,033) e VEGFR2 (rs=-0,5;P=0;004 e rs=-0,6;P=0,001). No subgrupo loVEGFR2 a expressão de CK19 estava diminuída, e a de MCP1 não se associou à expressão gênica das moléculas angiogênicas. Conclusões: Na AB há um subgrupo com diminuição na expressão de VEGFA e VEGFR2. A expressão de ambas as moléculas correlacionou-se ao comportamento das variáveis associadas a gravidade da doença e obstrução do fluxo biliar na portoenterostomia, incluindo bilirrubinas séricas e idade. O subgrupo de baixa expressão do VEGFR2 apresentou diminuição da massa de colangiócitos, segundo a expressão do CK 19, mas foi independente da expressão do marcador de fibrose, MCP1. / Background: Biliary atresia (BA) is a disease that begins in infancy and is characterized by complete obstruction of extrahepatic biliary ducts and a progressive cholangiopathy of undefined etiology. Treatment of BA consists of a portoenterostomy, whose success is variable. Factors such as age at portoenterostomy and post-operative normalization of serum bilirubin influence the native liver survival. Our group studies the role of an arteriopathy, and thus of hypoxia, in the etiology of BA. Expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) A and its receptors, VEGFR1 and VEGFR2, induce angiogenesis in response to hypoxia. Aim: To assess gene expression of VEGFA and its receptors in BA, correlating with molecular, morphometric and clinical-laboratory variables associated with the disease severity and the post-portoenterostomy prognosis of BA. Methods: Liver biopsy specimens collected at exploratory laparotomy of age-matched patients with isolated, cytomegalovirus IgM-negative BA (n=32) and intrahepatic cholestasis (IHC, n=9) were evaluated. A sample was ultrafrozen (for molecular analysis) and the other was paraffin-embedded (for histological and morphometric analyzes). The expression of genes involved in angiogenic (VEGFA, VEGFR1 and VEGFR2), biliary fibrosis (MCP1 - monocyte chemotaxis protein 1) and cholangiocyte phenotype (CK19 – cytokeratin 19), was measured by TaqMan® probes with qPCR, using ribosomal 18S as the normalizing gene. Extents of fibrosis and ductular reaction were morphometrically assessed using the Image Pro Plus 6.0. Clinical-laboratory variables were collected from the database of the Pediatric Hepatology Unit of Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Results: VEGFR2 was less expressed in BA compared with IHC (P <0.001), whereas there was no significant difference in the expression of VEGFR1 (P=0.086) and only a trend of a lower expression of VEGFA (P=0.060) in the BA group. Regarding VEGFA and VEGFR2, two subgroups of BA were defined: low expression, with values 3 times lower than the median of the IHC group, and high expression. In BA, VEGFA expression was positively correlated with that of VEGFR1 and VEGFR2 (rs=0.8, P<0.001; rs=0.58, P=0.001). The expression of VEGFR2 had a strong negative correlation with age at portoenterostomy (rs=-0.6, P=0.001). Total and direct reacting bilirubins were both negatively correlated with VEGFA expression (rs=-0.5, P=0.007; rs=-0.4,P=0.033) and VEGFR2 (rs=-0.5,P=0.004; rs=-0.6,P=0.001). In the low VEGFR2 expression (loVEGFR2) subset, gene expression of CK19, marker of cholangiocyte phenotype, was decreased. MCP1, marker of fibrosis, was not associated with he expression of the angiogenic factors. Conclusion: In BA there is a subset of patients with decreased expression of VEGFA and VEGFR2. The expression of these molecules is correlated with variables associated to disease severity and bile flow obstruction at portoenterostomy, including age and serum bilirubin levels. The loVEGFR2 expression is associated with a decreased cholangiocyte mass as evaluated by CK19 expression, and is independent of the expression of the fibrosis marker MCP1.

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