Does Hepatocyte Transplantation in a Chemically Induced Acute Hepatic Failure Make Sense?

Abstract

Purpose: Acute hepatic insufficiency (AHF) is one of the major challenges of intensive care medicine. Liver transplantation is the current solution to unsuccessful medical management. Owing to the lack of organ donors, other methods such as hepatocyte transplantation (HcTX) and bioartificial livers need to be explored. The aim of our experimental study is to evaluate the effect of hepatocyte transplantation on the survival in AHF animals intoxicated with D-Galactosamine (D-Gal).

Methods: The first step consists of the determination of the dose of D-Gal needed to induce at least 80% mortality between 48 and 72 hours. Two groups of a single strain of male Wistar rats are then compared, one being intoxicated with D-Gal (control group), the other receiving an HcTX in the splenic parenchyma 48 hours after intoxication.

Results: The required dose to achieve AHF is 3 gr/kg body weight (Gr. 0). Survival rates are as follow: Gr. 1: DO: 93%; from D1 to D28: 13%. Gr. 2: DO: 80%; D1 and D2: 33%; D3: 20%; D4: 13%, from D5 to D28: 6%. (D0 = Day of transplantation). Liver enzymes show a peak of deterioration at 24 hours, then return to normal values in both groups. Histological examination of those animals still alive and sacrificed on day 28 demonstrates a restitutio ad integrum of hepatic structure. In Group 2, it is possible to observe remaining living hepatocytes in the splenic parenchyma.

Conclusions: When HcTX is performed 48 hours after D-Cal intoxication, ie when the animals begin to develop AHF symptoms, animal survival only significantly improves between days 0 and 3. Unlike other trials, we cannot demonstrate an improvement in long-term survival. Thus, according to this particular experimental model, HcTX is not an alternative for the treatment of AHF.

Zusammenfassung

Absicht: Das akute Leberversagen (ALV) ist eine der therapeutischen Herausforderungen in der Intensiv-Medizin. Bei erfolgloser medizinischer Therapie bietet sich nur noch eine Lebertransplantation an. Der Mangel an Spenderorganen impliziert die Suche nach Ersatzmethoden wie der Hepatozyten-Transplantation (HcTX) oder dem Einsatz einer biologisch artifizellen Leber. Das Ziel unserer experimentellen Studie ist zu untersuchen, wie sich die HcTX auf das Überleben derer auswirkt, bei denen vorgängig mit einer D-Gal Vergiftung ein ALV ausgelöst wurde.

Methode: Der erste Schritt ist, die Dosis von D-Gal zu erfahren, die bei den ALV-Tieren eine mindestens 80%ige Sterblichkeit nach 48-72 Stunden verursacht. Zwei genetisch identische Gruppen von männlichen Wistar-Ratten wurden mit D-Gal vergiftet. Eine Gruppe wurde nach 48 Stunden mit einer HcTX in die Milz therapiert.

Resultate: Die benötigte Dosis D-Gal für ein ALV beträgt 3 g/kg Körpergewicht. Überlebensrate in den Gruppen: Gr. 1: T0: 93 %; von T1 bis T28: 13%. Gr. 2: T0: 80%; T1 und T2: 33%; T3: 20%; T4: 13%, von T5 bis T28: 6%. (T0 = Tag der Transplantation.)

Die Leberenzyme erreichen den Höchstwert nach 24 Stunden. Danach sinken die Werte in beiden Gruppen wieder in den Normbereich. Die Histologie der Leber der Tiere, die bis zum T28 überlebt haben, zeigte eine restitutio ad integrum der Leberstruktur. In der 2. Gruppe wurden lebende Hepatozyten im Milzparenchym vorgefunden.

Schlußfolgerung: Wenn die Therapie mit HcTX 48 Stunden nach der D-Gal-Intoxikation verabreicht wird, d. h. zum Zeitpunkt der 1. Symptome des akuten Leberversagens, kann die Überlebensrate nur zwischen Tag 0 und 3 signifikant verbessert werden. Im Gegensatz zu anderen Versuchen konnten wir die Langzeitüberlebensrate nicht verbessern. In diesem Versuchsmodell hat sich die Therapie mit HcTX nicht als alternative Therapie für ALV bewährt.

Key words

Acute hepatic insufficiency - D-Galactosamine - Cell transplantation - Rats

Schlüsselwörter

Akutes Leberversagen - D-Galactosamine - Hepatozytentransplantation - Ratten