Intraoperative Options to Stimulate the Reparative Liver Regeneration in the Experiment

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Primary and secondary malignant neoplasms and liver damage affect more than 500 million people worldwide; one million of these people die annually. Secondary malignant neoplasms of the liver occur in every fourth cancer patient, 60% of them require liver resection. As reported, post-resection liver failure occurs in 32–60% of cases. Thus, at the current stage of medicine development, the search for novel options to stimulate reparative liver regeneration remains a challenging issue in surgery. 
The aim of the study was to stimulate post-resection liver regeneration by intraoperative intrahepatic and intraperitoneal administration of cyanocobalamin and ademetionine in an experiment.
Materials and methods. This research is a prospective randomized study carried out at the Research Institute of Experimental Biology and Medicine, N.N. Burdenko Voronezh State Medical University (VSMU), Ministry of Health of the Russian Federation. Experiments involved 192 mature male Wistar rats, who underwent conventional liver resection (CLR) equal approximately to 70% of the initial liver volume, according to the approach proposed by G. Higgins and R. Anderson. The effect of intraperitoneal administration of ademetionine and cyanocobalamin on post-resection liver regeneration was investigated in the first block of the study. The effect of intraoperative intrahepatic injections and intrahepatic administration of drugs on post-resection liver regeneration was tested in the second block of the study. The combined use of ademetionine and cyanocobalamin and their effect on post-resection liver regeneration was studied in the third block of the study. Physical examination and laboratory findings were used to assess reparative processes. The data were processed statistically using the STATGRAPHICS Centurion 18 software package, version 18.1.12 (Statgraphics Technologies, Inc., USA). The analysis of variance (ANOVA) was applied to compare mean values for eight different group.
Results. The study detected that intraperitoneal administration of ademetionine helps to normalize the general condition and biochemical parameters in 77.78% of animals. Intraperitoneal administration of cyanocobalamin does not have a significant effect on biochemical parameters, including oxidative stress. Intrahepatic administration of cyanocobalamin helps to increase the reparative liver potential, results in decreased rates of cytolysis and cholestasis syndromes, restoration of carbohydrate and fat metabolism, and increased expression of growth factors. Intrahepatic administration of ademetionine leads to decreased regenerative liver potentials, disruption of its functional activity, and decreasd protective antioxidant properties. 
Conclusion. Thus, the optimal intraoperative option to stimulate reparative liver regeneration in the experiment is the intrahepatic administration of cyanocobalamin supplemented by intraperitoneal administration of ademetionine. In 7 days after liver resection, this helps normalize biochemical parameters, relieves oxidative stress, and increases IL-1β and TGF-β1. In 14 days after resection, the abovementioned events  lead to restoration of 95.04% of the initial liver weight, if compared with intraperitoneal administration of cyanocobalamin and ademetionine (p<0,05).

About the authors

Anastasiya Yurievna Laptiyova

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko

Email: laptievaa@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3307-1425
SPIN-code: 7626-9016

Assistant of the Department of General and Outpatient Surgery

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, 10 Studentskaya str.

Alexander Alexeyevich Andreev

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University

Email: sugery@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8215-7519
SPIN-code: 1394-5147

MD, Professor of the Department of General and Outpatient Surgery

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, 10 Studentskaya str

Alexander Anatolievich Glukhov

Voronezh N.N. Burdenko State Medical University

Email: glukhov-vrn@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9675-7611

M.D., Professor, head of the Department of General and Outpatient Surgery

Russian Federation, 10 Studencheskaya str. Voronezh, 394036, Russia

Viktoria Viktorovna Shishkina

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University; Research Institute of Experimental Biology and Medicine

Email: v.v.4128069@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9185-4578
SPIN-code: 9339-7794

Ph.D., Associate Professor of the Department of Histology; Director

Russian Federation, 10 Studencheskaya str. Voronezh, 394036, Russia; 185 Moskovsky Prospekt, Voronezh, 394066, Russian Federation

Anton Petrovich Ostroushko

Voronezh N.N. Burdenko State Medical University

Email: anton@vrngmu.com
ORCID iD: 0000-0003-3656-5954

Ph.D., associate Professor of the Department of General and Outpatient Surgery

Russian Federation, 10 Studencheskaya str. Voronezh, 394036, Russia

Lybov Nikolaevna Antakova

Research Institute of Experimental Biology and Medicine

Author for correspondence.
Email: tsvn@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-5212-1005
SPIN-code: 3936-3381

Ph.D., Senior Researcher 

Russian Federation, 185 Moskovsky Prospekt, Voronezh, 394066, Russian Federation

References

  1. Gal'perin EI. Early restoration of function and enhanced regeneration of the liver and some other organs (experimental study. Annals of surgical hepatology. 2006; 11: 1: 11-23. (in Russ.)
  2. Stepanova YuA, Ionkin DA, Zhavoronkova ОI, Gavrilov YaYa, Zhao AV, Vishnevsky VA. Intraoperative ultrasound examination in colorectal cancer metastases to the liver. Vestnik of Experimental and Clinical Surgery. 2023; 16: 2: 167-179. Dpi: 10.18499/2070-478X-2023-16-2-167-179 (in Russ.)
  3. Alperovich BI, Merzlikin NV, Salo VN. The role of cryosurgical interventions in repeated operations for alveococcosis. Creative surgery and oncology. 2012; 2: 20-24. (in Russ.)
  4. Vishnevsky VA, Kovalenko YuA, Andreitseva OI, Ikramov RZ, Efanov MG, Nazarenko NA, Tupikin KA. Postresection liver failure: modern problems of definition, epidemiology, pathogenesis, risk factors, prevention and treatment. Ukrainskii zhurnal khirurgii. 2013; 3 (22):172-182. (in Russ.)
  5. Krieger AG, Berelavicius SV. Robot-assistirovannye operatsii v abdominal'noi khirurgii. Moskva. 2017. (in Russ.)
  6. Mustafin AH, Gritsaenko AI, Pogadaev VV, Ishtukov RR. On the issue of liver resection. Creative surgery and oncology. 2013; 1-2: 21-26. (in Russ.)
  7. Zvezdkina EA, Kedrova АG, Lebedev DP, Panchenkov DN, Astakhov DA, Stepanova YuA. Immediate and delayed complications of transarterial chemoembolization with drug-saturated microspheres in unresectable liver tumors. Vestnik of Experimental and Clinical Surgery. 2023; 16: 3: 212-221. Dpi: 10.18499/2070-478X-2023-16-3-212-221 (in Russ.)
  8. Glukhov AA, Aralova MV, Kuznetsov VA. The experience of surgical treatment of patients with impaired bile passage by using a modified method of transduodenal papillosphincterotomy from a mini-access. Vestnik of Experimental and Clinical Surgery. 2011; 4: 4: 683-692. (in Russ.)
  9. Panchenkov DN, Alikhanov RB, Ivanov YuV, Shablovsky OR, Baranov AV, Solovyov NA, Nechunaev AA, Aleksanyan GB. Laparoscopically assisted liver resection in severe adhesions. Annals of surgical hepatology. 2014; 19: 3: 17-20. (in Russ.)
  10. Garbuzenko DV. Mechanisms of compensation of liver structure and function in case of liver damage and their practical significance. Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2008; 18: 6: 14-21. (in Russ.)
  11. Tupikin KA, Vishnevsky VA. Postrezektsionnaya pechenochnaya nedostatochnost' (faktory riska, profilaktika, prognoz). Moskva. 2017; 4: 4. (in Russ.)
  12. Fedorov VD, Vishnevsky VA, Nazarenko NA, Ikramov RZ, Kozyrin IA. The main complications of extensive liver resections and ways to prevent them. Byulleten' sibirskoi meditsiny. 2007; 3: 20. (in Russ.)
  13. Kotelnikova LP, Kitaeva IE, Budyanskaya IM. Liver resection in patients with focal diseases on the background of diffuse lesions. Meditsinskii al'manakh. 2011; 2: 75-78. (in Russ.)
  14. Tarasenko SV, Natalsky AA, Peskov OD, Zaitsev OV. Modern ideas about the etiopathogenesis of liver failure in surgery. Surgeon. 2014; 8:4-11. (in Russ.)
  15. Hu S, Wu Z, Li L. Pretreatment enhances the therapeutic effect of mesenchymal stem cells in liver diseases. J Cell Mol Med. 2020;24(1):40-49. doi: 10.1111/jcmm.14788
  16. Higgins GM, Anderson R. Experimental pathology of the liver. Arch. Pathol. 1931; 12: 186-202.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».