Tesis sobre el tema ""chirurgia epatica""

Background and aim Liver resection is the one of the curative therapeutic options for Hepatocellular Carcinoma (HCC) on hepatic cirrhosis, with radical intent, and the best results in terms of survival rate and HCC recurrence can be achieved compared to liver transplantation. The risk of postoperative irreversible liver failure, increased by underlying cirrhosis, is one of the principal limits of liver resection. The aim of this study is to obtain a predictive score of irreversible liver failure and early death post-hepatectomy, available for clinic practice in the assessment of HCC patients on cirrhosis that could potentially undergo liver resection. Materials and Methods The study cohort included 367 patients that underwent liver resection for HCC on cirrhosis in the Padua Hepato-biliary Surgery Center from Jan.01, 2000 till Dec. 31,2013. Using uni and multi-variate logistic regression predictive variables of post-hepatectomy irreversible liver failure – early death (within 6 months from resection) were identified in order to build a predictive score; the predictive power of mid- long term survival of the score was tested. We validated the score with another cohort of 343 patients that underwent liver resection for HCC on cirrhosis at the Mount Sinai Institute of New York. Results Early death rate on the study cohort was 10% and 12% in the validation cohort. 1, 3 and 5 years survival rate on study and validation cohort were 82% vs 85%, 57% vs 71%, 45% vs 63%, respectively. At multi-variate logistic regression early death correlate variables were age (p= 0.0021), positivity to hepatitis B (p= 0.0151), sodium level <139 (p= 0.0089), platelets <150000 (p= 0.0002), AFP (p= 0.0011), MELD>8 (p= 0.0026), excessing “up to seven” criteria (p= 0.0016) for neoplastic characteristics. In the study cohort patients that obtained a score >10 had a median survival of 32 months if BCLC A-0 and 42 months if BCLC B-C, versus a median survival of 69 and 42 months in patients with a score <10. In the validation cohort patients that obtained a score >10 had a median survival of 25 months if BCLC A-0 and 14 months if BCLC B-C, versus a median survival of 120 and 63 months in patients with a score <10. Conclusion The obtained score can predict irreversible liver failure and early death post-hepatectomy, with a mid-long term survival survey. External validation makes this score calculator a potentially available instrument for clinic practice in the evaluation of HCC candidates on cirrhosis for liver resection .
Introduzione La resezione epatica è una delle opzioni terapeutiche ad intento curativo per l'epatocarcinoma (HCC) su cirrosi epatica, ad intento radicale, con i migliori risultati in termini di sopravvivenza e recidiva di malattia, insieme al Trapianto di fegato. Il principale limite della resezione epatica è rappresentato dal rischio di insufficienza epatica postoperatoria, gravato dalla presenza della cirrosi. Il nostro intento è di realizzare uno score predittivo dell'insufficienza epatica irreversibile postoperatoria e quindi della morte precoce, che sia di aiuto nella pratica clinica per la valutazione dell'indicazione alla resezione. Materiali e Metodi Lo studio è stato condotto retrospettivamente su 367 pazienti, sottoposti a resezione epatica per epatocarcinoma su cirrosi dal 1/01/2000 al 31/12/2013 presso il Centro di Chirurgia Epatobiliare di Padova. Attraverso una regressione logistica uni e multivariata abbiamo identificato le variabili predittive di insufficienza epatica irreversibile - morte precoce dopo resezione; con tali variabili abbiamo formulato uno score predittivo di cui abbiamo valutato la potenza prognostica della sopravvivenza a lungo termine. Lo score è stato validato con una coorte di 343 pazienti, sottoposti a resezione epatica per epatocarcinoma su cirrosi presso il Mount Sinai Istitute di New York. Risultati L'incidenza di morte precoce è stata del 10% nella coorte di studio e del 12% nella coorte di validazione. La sopravvivenza della coorte di studio e di validazione rispettivamente a 1, 3 e 5 anni è stata rispettivamente del 82% vs 85%, 57% vs 71%, 45% vs 63%. Le variabili che all'analisi multivariata sono risultate significativamente correlate con la morte precoce sono l'età  (p= 0.0021), la positività  all'epatite B (p= 0.0151), la sodiemia< 139 (p= 0.0089), piastrinemia< 150000 (p= 0.0002), l'AFP (p= 0.0011), il MELD>8 (p= 0.0026), il superamento dei criteri "up to seven" (p= 0.0016) per le caratteristiche tumorali. Nella coorte di studio i pazienti con punteggio dello score ottenuto> 10 avevano una sopravvivenza mediana di 32 mesi se in stadio BCLC A-0 e di 21 mesi se in stadio BCLC B-C, rispetto ad una sopravvivenza di 69 e 42 mesi per uno score<10. Nella coorte di validazione un punteggio >10 implica una sopravvivenza mediana di 25 mesi e 14 mesi nei pazienti BCLC A-0 e BCLC B-C, rispetto ad una sopravvivenza di 120 e 63 mesi, per uno score <10. Conclusione Lo score ottenuto ha potere predittivo di insufficienza epatica irreversibile e morte precoce dopo resezione, stimando anche la sopravvivenza a medio e lungo termine. La validazione esterna rende il calcolatore uno strumento potenzialmente utilizzabile nella pratica clinica nella valutazione dei candidati a resezione epatica per HCC su cirrosi.

Background: The increased blood flow per gram of liver immediately after liver resection results in an increase intrahepatic shear stress that seems to be involved in the stimulation and regulation of regeneration. A portal hyperflow however causes a serious liver damage due to high intraparenchymal shear stress. This phenomenon has been studied mainly in living donor liver transplantation or cadaveric split liver and in extreme liver resections. The result is a syndrome defined Small for Size which has many similarities with liver failure after hepatectomy and it is associated with severe morbidity and mortality. Among the mechanisms of cell protection and regeneration after liver resection, the Serpin B3 (serine protease inhibitor with anti-apoptotic action) could have a role in the control of apoptosis. The portal flow modulation through the use of port-caval shunt, embolization of the splenic artery, splenectomy has been proposed to prevent the damage due to a high shear stress. Aim of the study: The aim of the study is the analysis of hemodynamic changes assessed by ultrasound of the portal and hepatic artery circulation in rats after major liver resection and liver resection associated with splenectomy and their impact on the parenchymal damage. The study also aims to assess the relationship between the Serpin B3 expression and cell damage after resection in different groups of animals. Material and Methods: 23 male Wistar rats were divided into 4 groups: Group A (5 animals) underwent a 30% liver resection, Group B (8) 60% resection, the Group C (7) 60% resection associated with splenectomy and Group D (3) constituted the control group and underwent a simple laparotomy (sham operated). Immediately before surgery (T0) and after two hours (T1) blood samples were drawn from each rat (dosage of AST, ALT, LDH, lactic acid and ammonium). Samples of liver tissue were collected after the resection and 2 hours after surgery. An hepato-splenic echo-color Doppler was done at T0 and T1 in all the rats. On bioptic samples of the various groups, in addition to standard histopathological analysis, the extraction and quantification of RNA Serpin B3 was performed. On the same biopsies the apoptotic index quantification was tested with TUNEL. Results: The eco-Doppler study showed a portal flow per gram of liver in group B greater than the other 3 groups. Only in group B the hepatic arterial resistance had increased significantly; also the resistance of the splenic artery appeared increased. In group C, there was a tendency to reduction in portal flow and also the hepatic arterial resistance tended to decrease in this same group. The expression of Serpin B3 in group B increased more than the other groups. The TUNEL test showed a greater degree of apoptosis in group C than in group B and in the control. Conclusions: The post-resection liver damage is already present 2 hours after hepatectomy and it is probably due to the hemodynamic changes that this causes. The role of Serpina B3 has not been yet clarified in the protection of the damage after major liver resection; what we have seen in our study is that to a greater expression of Serpin B3 is associated a lower apoptosis.
Presupposti studio: L'aumento del flusso sanguigno per grammo di fegato immediatamente dopo resezione epatica comporta un aumento dello shear stress intraepatico che sembra essere coinvolto nello stimolo e regolazione della rigenerazione. Un iperafflusso portale tuttavia sembra determinare un serio danno epatico a causa dell'elevato shear stress intraparenchimale. Questo fenomeno è stato studiato prevalentemente nel trapianto di fegato parziale da donatore vivente o cadavere e nei soggetti sottoposti a resezioni epatiche estreme. Ne risulta una sindrome definita come Small for Size che ha molte similitudini con l'insufficienza epatica post epatectomia e che si associa a grave morbilità e mortalità. Tra i meccanismi di rigenerazione e protezione cellulare post resezione epatica, la Serpina B3 (inibitore delle serin-proteasi con azione anti- apoptotica) potrebbe avere un ruolo nel controllo dell’apoptosi. Per prevenire il danno da elevato shear stress si è focalizzata l'attenzione sulla modulazione del flusso portale attraverso il confezionamento di shunt porto-cavali, l'embolizzazione dell'arteria splenica, la splenectomia. Scopo dello studio : è l’analisi delle variazioni emodinamiche all'ecodoppler del circolo portale e arterioso epatico in corso di resezione epatica maggiore nel ratto e in corso di resezione epatica associata a splenectomia e il loro impatto sul danno parenchimale. Lo studio ha inoltre lo scopo di valutare la correlazione tra espressione della Serpina B3 e il danno cellulare post resettivo in gruppi diversi di animali. Materiali e metodi: 23 ratti Wistar maschi sono stati suddivisi in 4 gruppi: il Gruppo A (5 animali) è stato sottoposto a resezione epatica del 30%, il Gruppo B (8) a resezione 60%, il Gruppo C (7) a resezione 60% associata a splenectomia e il Gruppo D (3) ha costituito il gruppo di controllo ed è stato sottoposto a laparotomia, ma non a resezione epatica (sham operated). Immediatamente prima dell’intervento chirurgico (T0) e a due ore (T1) si sono eseguiti prelievi ematici su ciascun ratto (dosaggio di AST, ALT, LDH, Acido lattico e Ammonio). Campionamenti di tessuto epatico sono stati eseguiti al termine della resezione e a 2 ore dalla fine dell'intervento chirurgico. Sempre a T0 e T1 è stato effettuato un eco-color doppler epato-splenico. Sui prelievi bioptici dei vari gruppi oltre ad analisi istopatologiche standard, è stata eseguita l’estrazione e la quantificazione dell’RNA della Serpina B3. Sugli stessi prelievi bioptici si è eseguito il test TUNEL per la quantificazione dell’indice apoptotico. Risultati: L’indagine doppler ha mostrato un flusso portale per grammo di fegato maggiore nel gruppo B rispetto agli altri 3 gruppi. Solamente nel gruppo B le resistenze arteriose epatiche hanno avuto un aumento significativo e le resistenze dell’arteria splenica apparivano aumentate. Nel gruppo C c’è stata una tendenza del flusso portale a diminuire dopo resezione epatica + splenectomia ed anche le resistenze arteriose epatiche tendevano a ridursi in questo stesso gruppo. L’espressione di Serpina B3 nel gruppo B è aumentata maggiormente rispetto agli altri gruppi. L’indagine TUNEL ha mostrato un maggior grado di apoptosi nel gruppo C rispetto al gruppo B e al controllo. Conclusioni: Il danno epatico post-resettivo è presente già 2 ore dopo l’epatectomia ed è probabilmente dovuto alle alterazioni emodinamiche che questa provoca. Il ruolo della Serpina B3 non è ancora chiarito nella protezione del danno dopo resezione epatica maggiore; quello che abbiamo assistito nel nostro studio è che ad una maggior espressione di Serpina B3 si associa una minore apoptosi.

Background: Liver resection (LR) is the cornerstone in the treatment of Intrahepatic Cholangiocarcinoma (I-CCA). However, it is a controversial solution for advanced lesions not only due to surgical technical aspects but also its survival benefit remains questionable. Aim of the work: The aim of this study is to verify the survival benefits of LR in advanced stages of I-CCA based on the 7th and 8th editions of American Joint Committee on Cancer (AJCC) Staging System, and to identify prognostic factors that directly influence patients’ survival after LR. Methods: A retrospective cohort study was performed using the Surveillance, Epidemiology, and End Results (SEER) database to identify stage III and IV a of I-CCA patients based on the 7thedition of AJCC (American Joint Committee on Cancer) staging system. 315 patients were enrolled in this study, during the period 2010-2013 and classified into 2 groups; group A includes 154 patients who underwent LR and group B includes 161 patients who did not have LR but received chemotherapy. The selected population has been classified according to the AJCC 8th edition as well. 233 patients out of 315 were enrolled and classified into group A with LR and Group B with CTH. To account for missing data, two sets of analyses were performed for both 7th and 8th editions module; the 1st includes complete cases (CC) data-set and the 2nd is multiple imputation (MI). The patients in group A and B were matched and propensity score (PS) analysis performed for both 7th and 8th editions in both CC and MI data-set. A Cox proportional hazards model were developed using relevant clinic-pathologic variables to determine the prognostic factors. Results: In CC/ AJCC 7th edition data set with PS analysis the median survival was 35 months (12.5–57.4) 95% CI, and 1, 2, and 3 years survival rates were 64.3%, 51.1%, and 40.8%. In matched group B, the median survival was 14 months, (9.1–18.8) 95% CI and the 1, 2, and 3years survival rates were 51.6%, 16.4%, and 5.5% for matched group B patients (p=0.007). In CC/AJCC 8th edition with PS analysis the median survival for group A was 17 months (8.1–25.8) 95% CI and 1, 2, and 3 years survival rates were 57.8%, 43.4% and 32.6%. In group B, The median survival was 12 months (8.7–15.2) 95% CI and the 1, 2, and 3 years survival rates were 46.6%, 7.4%, and 3.7% for matched group B patients (p=0.013). In CC/AJCC 7th edition data-set, poor prognosis has been shown in patients above 65 years old (HR 1.804, 95% CI 1.139 – 2.858, P .012), in multifocal lesion (HR 1.588, 95% CI 0.950- 2.654, P = 0.077) and positive lymph node (HR 1.885, 95% CI 1.012 – 3.513, P = 0.046). After PS analysis in CC/AJCC 7th edition data set poor prognosis has been noticed in patients above 65 years old (HR 2.618, 95% CI 1.501 – 4.569, P = 0.001), Multifocal lesion (HR 1.890, 95% CI 1.083 – 3.298, P = 0.025) and positive lymph node (HR 1.188, 95% CI 0. 0.680 – 2.075, P = 0.546). A survival benefit of liver resection over chemotherapy was confirmed in both data-set (data-set CC AJCC 7^ ed. before PS: HR 0.505 CI 95% 0.313 – 0.814; P = 0.005; after PS: HR 0.567 CI 95% 0.347 – 0.926 P = 0.023). Conclusion: LR has showed a significant survival benefit over chemotherapy for I-CCA stage III and IV a of the AJCC 7th edition and some survival benefit also in stage III b of 8th edition. Poor outcome has been observed in patients >65 years and with multifocal lesions and lymph node metastasis before the performing of PS analysis. A prospective RCT is needed for better understanding predictors of survival and to establish evidence based algorithmic approach in IC management.
Premesse: La resezione epatica rappresenta il trattamento di prima scelta nel trattamento del colangiocarcinoma intraepatico in stadio I e II. Il ricorso alla terapia chirurgica negli stadi più avanzati è controverso, non solo a causa di aspetti tecnici legati all’intervento resettivo, ma anche per quanto riguarda l’eventuale beneficio in termini di sopravvivenza. Scopo del lavoro: Lo scopo di questo studio è stato quello di verificare il potenziale beneficio in termini di sopravvivenza della resezione epatica nel colangiocarcinoma intraepatico avanzato classificato in base alla 7^ ed 8^ edizione dell’AJCC (American Joint Committee on Cancer) e di individuare i fattori prognostici in grado di influenzare direttamente la sopravvivenza dei pazienti dopo resezione epatica. Metodologia: E’ stato condotto uno studio retrospettivo di coorte con i dati presenti del data-base del SEER (Surveillance, Epidemiology, And End Results - SEER) per identificare i pazienti di affetti da colangiocarcinoma intraepatico in stadio III e IV secondo la classificazione della 7^ edizione del sistema di stadiazione AJCC. 315 pazienti sono stati arruolati in questo studio nel periodo compreso tra il 2010 ed il 2013 e sub-classificati in 2 gruppi; il gruppo A comprendeva 154 pazienti sottoposti a resezione epatica ed il gruppo B comprendeva 161 pazienti che non avevano subito una resezione epatica ma avevano ricevuto la sola chemioterapia. La popolazione selezionata è stata classificata anche in base alla 8^ edizione dell'AJCC (pubblicata in corso dello svolgimento dello studio); Dei 315 pazienti arruolati ne sono stati selezionati 233 a loro volta suddivisi in gruppo A (resezione epatica, n = 100) e nel gruppo B (chemioterapia, n= 133). A causa della presenza di dati mancanti le analisi sono state condotte su due diversi data-set: il primo comprende i set di dati completi (CC) e il secondo comprende i dati a imputazione multipla (MI) per entrambe le edizioni dell’AJCC. I pazienti nel gruppo A e B sono quindi stati abbinati tramite il Propensity Score Matching (PS) sia per la 7^ che per l’8^ edizione dell’AJCC per entrambi i data-set (CC ed MI). L’analisi dei fattori prognostici è stata condotta mediante il modello di regressione di Cox a rischi proporzionali.   Risultati: Nel data-set CC della 7^ edizione dell’ AJCC per colangiocarcinoma intraepatico, dopo l’analisi PS, la sopravvivenza media per il gruppo A è risultata essere di 35 mesi (12,5-57,4) 95% CI ed a 1, 2 e 3 anni i tassi di sopravvivenza sono risultati pari a 64,3%, 51,1% e 40,8% rispettivamente. Nel gruppo B corrispondente, la sopravvivenza media è risultata essere di 14 mesi (9,1-18,8) 95% CI ed i tassi di sopravvivenza a 1, 2 e 3 anni pari a 51,6%, 16,4% e 5,5% (P = 0,007). Nel data-set CC dell’AJCC 8^ edizione dopo l’analisi PS la sopravvivenza mediana per il gruppo A è stata di 17 mesi (8,1-25,8) 95% CI e per 1, 2 e 3 anni i tassi di sopravvivenza sono stati del 57,8%, 43,4% e 32,6% rispettivamente. Nel gruppo B, la sopravvivenza media è risultata di 12 mesi (8,7-15,2) 95% CI ed i tassi di sopravvivenza a 1, 2 e 3 anni rispettivamente del 46,6%, 7,4% e 3,7% (P = 0,013). Nel data-set CC della 7^ edizione dell’ AJCC è stata dimostrata una prognosi peggiore nei pazienti di età superiore ai 65 anni (HR 1.804, 95% CI 1.139 - 2.858, P = 0.012), nelle lesioni multifocali (HR 1.588, 95% CI 0.950-2.654 , P = 0,077) e con positività linfonodale (HR 1,885, 95% CI 1,011 - 3,513, P = 0,046). Dopo l'analisi PS del data-set CC (AJCC 7^ edizione) si confermavano prognosticamente negativi l’età superiore a 65 (HR 2.618, 95% CI 1.501 - 4.569, P = 0.001) e la presenza di lesioni multifocali (HR 1.890, 95% CI 1.083 - 3.298 , P = 0,025); non si confermava invece il valore prognostico della positività linfonodale (HR 1.188, 95% CI 0. 0.680 - 2.075, P = 0.546). Per ogni analisi si è confermato il ruolo protettivo in termini di beneficio di sopravvivenza della resezione epatica rispetto al trattamento chemioterapico (data-set CC AJCC 7^ edizione pre-PS HR 0.505 CI 95% 0.313 – 0.814; P = 0.005; post-PS HR 0.567 CI 95% 0.347 – 0.926 P = 0.023). Conclusione: Nei pazienti sottoposti a resezione epatica si è dimostrato un benefico in termini di sopravvivenza rispetto ai pazienti chemiotrattati per gli stadi III e IV a della 7^ edizione dell’AJCC; un minor beneficio, sebbene presente, si è riscontrato invece nei pazienti in stadio III b dell'8^ edizione del sistema di stadiazione AJCC. Prognosticamente sfavorevoli sono risultati essere l’età superiore a 65 anni, la presenza di malattia multifocale e la presenza di metastasi linfonodali nell’analisi pre-PS. Alla luce di tali risultati sarà necessario eseguire un trial prospettico randomizzato controllato per generare un algoritmo prognostico-terapeutico basato sulle evidenze scientifiche per il trattamento del colangiocarcinoma intraepatico e per una più adeguata definizione dei fattori prognostici di malattia.

Background/Aims. Anti-oxidant agents have the potential to reduce the ischemia-reperfusion damage of organs for liver transplantation (LT). In this randomized prospective study, we tested the impact on the post-LT outcome of the infusion of N-acetilcisteina (NAC) during the liver procurement procedure. Methods. The NAC protocol scheduled: a systemic NAC infusion (30 mg/kg) one hour before the beginning of liver procurement; a loco-regional NAC infusion (300 mg through the portal vein) just before cross-clamping. Between December 2006 and December 2007, 56 grafts, assigned to adult candidates with chronic liver disease enlisted for first LT, were randomly included in the NAC protocol (NAC group=28 patients) or in the standard procedure without NAC (No-NAC group=28 patients). Results. Donor and recipient variables were comparable in the two study groups. Median cold ischemia time was 393 minutes in the NAC group and 383 minutes in the no-NAC group (P>.05). The proportion of suboptimal livers was 50% in the NAC group and 43% in the no-NAC group (P>.05). The NAC group had significantly lower blood transaminases and bilirubin levels after LT. The prevalence of graft primary dysfunction (PDF) was also significantly lower (P=.04) in the NAC group (11%) than in the No-NAC group (32%). There were no cases of primary non function and early re-LT in the 2 groups. Early patient mortality (< 3 months) was significantly lower (P=.05) in the NAC (4%) than in the no-NAC group (21%). Conclusion. The present study showed a very low prevalence of PDF, and early patient death (< 3 months) after LT when the NAC protocol was adopted during liver procurement.
Presupposti. Gli agenti anti- ossidanti hanno la capacità di ridurre il danno da ischemia – riperfusione degli organi destinati al trapianto di fegato (TF). In questo studio prospettico randomizzato, abbiamo testato l’impatto sull’outcome post TF dell’infusione di N-acetil-cisteina (NAC) durante la procedura di prelievo del fegato. Metodi. Il protocollo NAC prevedeva: una infusione sistemica di NAC (30 mg/kg) un’ora prima dell’inizio dell’intervento di prelievo d’organo; una infusione loco - regionale di NAC (300 mg attraverso la vena porta) subito prima del cross-clamp. Tra Dicembre 2006 e Dicembre 2007, 56 organi assegnati a candidati adulti con malattia epatica cronica listati per primo TF, sono stati inclusi in modo randomizzato nel protocollo NAC (gruppo NAC = 28 pazienti) o nella procedura standard senza NAC (gruppo no - NAC = 28 pazienti). Risultati. Le variabili del donatore e del ricevente sono risultate confrontabili nei due gruppi. Il tempo mediano di ischemia fredda è stato di 393 minuti nel gruppo NAC e di 383 minuti nel gruppo no - NAC (P>0,05). La proporzione di fegati sub - ottimali è stata del 50% nel gruppo NAC e 43% nel gruppo no – NAC (P>0,05). Il gruppo NAC ha avuto valori ematici significativamente minori di transaminasi e bilirubina dopo il TF. L’incidenza di disfunzioni epatiche precoci è stata significativamente minore (P=0,04) nel gruppo NAC (11%) che nel gruppo no - NAC (32%). Non ci sono stati casi di non funzione epatica o di re - trapianto precoce nei due gruppi. La mortalità precoce del paziente (< 3 mesi) è stata significativamente minore (P=0,05) nel gruppo NAC (4%) che nel gruppo no – NAC (21%). Conclusione. Questo studio ha dimostrato una incidenza molto bassa di disfunzione epatica e di morte precoce del paziente dopo TF quando il protocollo NAC viene utilizzato durante il prelievo di fegato.

ABSTRACT Background One of the most crucial issues in liver transplantation is the gap between the increasing number of patients waiting for a transplant and the shortage of available grafts. This limitation has led many liver transplant units to include for surgery organs defined as “marginal” or “sub-optimal” due to hepatic steatosis or sourcing from non-heart-beating donors (NHBD). In turn, the marginality of these organ donors is proportional to a high incidence of liver dysfunction after transplantation due mainly to more severe ischemia-reperfusion injury events. The use of new methods of preservation of hepatic grafts like Machine Perfusion becomes necessary, especially for its ability to reduce the damage of ischaemia-reperfusion in hypothermia. This opens an interest towards the use of alternative methods in preserving hepatic graft as Machine Perfusion, able to reduce this type of insults and allow the dosage of biomarkers that can predict the extent of damage ischemia-reperfusion injury and the quality of functional recovery of the graft after transplantation. The great potential of this system in the context of organ preservation and the numerous studies in the literature led us to investigate this issue. Purpose The aim of our work was to carry out an experimental model of Machine Perfusion (MP) for the preservation of livers procured from non heart-beating donor, as a viable alternative to the traditional Cold storage (CS) at 4°C. A further aim of our project was to identify biomarkers that can be used as predictors of postoperative graft damage. Material and methods We used 10 Landrace pigs of about 20 kg to which we performed, 60 minutes after cardiac arrest, total hepatectomy, thus harvesting the liver. The animals were divided into two groups: in the first group (Group A) 5 livers was preserved for 6 hours in MP at 20° C. In the second group (Group B) 5 livers was stored for 6 hours in CS. In all study groups the period of preservation was followed by reperfusion in normothermic MP (37 °) with whole oxygenated blood previously collected from the donor animal for 2 hours to assess the response to reperfusion. During the experiment blood samples and histological specimens were collected. Results Graft preservation by Machin perfusion at 20°C is superior compared to the Cold Storage, both from biochemical (AST, ALT, LDH, lactate) and histological standpoint (necrosis and congestion). The dose of AST, ALT, LDH and lactate has proven be a reliable parameter for the assessment of organ damage and functional recovery of the graft liver. The dosage of cytokines such as IL1, IL6, TNF alpha showed no significance. Conclusion These experimental evidences highlight the effectiveness of a preservation with continuous perfusion at 20° C on a large animal model. Both from biochemical that histological standpoint, we have observed that Machine Perfusion in moderate hypothermia is beneficial in the preservation of the graft and offers the considerable advantage of being able to test, during perfusion, biomarkers that can predict hepatic graft recovery, before transplant, in order to reduce the incidence of post-transplant graft disfunction.
Riassunto Premesse generali Nell’ambito del trapianto di fegato, uno dei problemi più importanti non ancora risolti è la grande discrepanza tra la richiesta di organi e la risorsa di donazioni. Il ricorso ai così detti organi “marginali”, come quelli dei donatori a cuore non battente e con steatosi maggiore del 60%, potrebbe consentire di ampliare in maniera sensibile il pool degli organi disponibili per trapianto. L’impiego di questi fegati però è associato ad un’alta frequenza di Primary Disfunction postoperatoria a causa del danno che si sviluppa nel corso della preservazione in Cold Storage, nel contesto del processo di ischemia-riperfusione in ipotermia estrema (4°C). Si apre un’area di interesse di ricerca verso l’utilizzo di metodiche alternative nella conservazione del graft epatico come la Machine Perfusion, in grado di ridurre questo tipo di insulti e di consentire il dosaggio di biomarkers in grado di predire l’entità del danno da ischemia-riperfusione e la qualità della ripresa funzionale del graft dopo trapianto. Le grandi potenzialità di questo sistema nell’ambito della preservazione d’organo e i numerosi lavori in letteratura ci hanno spinto ad approfondire questa tematica. Scopo dello studio L’obiettivo del nostro lavoro è stato quello di realizzare un modello sperimentale di Machine Perfusion per la preservazione di fegati prelevati da donatore a cuore non battente, come valida alternativa alla preservazione tradizionale in Cold storage a 4°C. Ulteriore scopo del nostro progetto è stato quello di identificare eventuali biomarcatori in grado di predire l’entità del danno da ischemia-riperfusione e la qualità della ripresa funzionale del graft dopo trapianto di fegato da donatore a cuore non battente. Materiali e metodi Per questi esperimenti abbiamo utilizzato 10 maiali Landrace di circa 20 Kg ai quali abbiamo praticato, 60 minuti dopo l’arresto cardiaco, un’epatectomia totale, prelevando così il fegato. Gli animali sono stati suddivisi in due gruppi di 5 ciascuno: nel primo gruppo (Gruppo A) il fegato prelevato è stato perfuso in MP (Machine perfusion) per sei ore con soluzione di Celsior a 20°C. Nel secondo gruppo (Gruppo B) il fegato prelevato nei 5 animali è stato conservato per 6 ore in CS (Cold storage). In tutti i gruppi di studio il periodo di preservazione è stato seguito da un periodo di rewarming inteso come riperfusione dell’organo con sangue autologo in normotermia (37°) per due ore per valutare la risposta alla riperfusione. Durante tutte le otto ore dell’esperimento sono stati raccolti campioni ematici e istologici. Risultati Dal punto di vista biochimico (AST, ALT, LDH) e istologico (necrosi e congestione) la preservazione mediante perfusione a 20°C si è dimostrata superiore rispetto al Cold Storage. Il dosaggio di AST, ALT, Acido lattico ed LDH si è dimostrato essere un parametro attendibile per la valutazione del danno d’organo e della ripresa funzionale del graft epatico. Il dosaggio di citochine quali IL1, IL6, TNf alfa non ha mostrato alcuna significatività. Conclusioni Queste evidenze sperimentali mettono in rilievo l’efficacia di una preservazione con macchina a perfusione continua a 20°C sul grande animale. Sia dal punto di vista biochimico che istologico, infatti, abbiamo osservato che la Machine Perfusion in moderata ipotermia è di beneficio nella preservazione del graft ed offre il notevole vantaggio di poter testare, durante la perfusione, biomarcatori che possono predire l’eventuale ripresa funzione dell’organo, prima dell’esecuzione del trapianto, al fine di ridurre l’incidenza di disfunction del graft post trapianto.

By this study, the results of our treated hepatic trauma patients are conformed to international applicative standards. Particular technologycal aspects than interventistic radiological procedures, surgeon techniques, emergency laparoscopic approach as hepidemiologic or ethyopatogenetic aspects, "golden hour" treatment and other clinical aspects are determinant for successful management of hepatic trauma. Apart from non operative treatment in patients with not complex injuries and hemodynamic clinical stability, and conservative operative techniques that allow successful management in most cases, liver transplantation in severe trauma complicated with acute hepatic insufficiency and ather alternative treatment as packing or laparoscopic approach reduced morbility and mortality with improvement of survival in most of liver trauma patients.

Il cancro colorettale (CRC) rimane la prima causa di morte nei paesi occidentali.Dal 15% al 25% dei pazienti affetti da CRC presenta metastasi epatiche sincrone (CRLM) al momento della diagnosi.La resezione epatica radicale rimane l’unica terapia potenzialmente curativa in presenza di CRLM con una sopravvivenza a 5 anni compresa tra il 17% ed il 35% ed a 10 anni tra il 16% e il 23% rispettivamente. La tempistica ottimale per la resezione chirurgica in caso di presentazione sincrona di CRC è controversa.Questo studio intende dimostrare che le resezioni epatiche ecoguidate radicali ma conservative simultanee ad una resezione colorettale rappresentano una tecnica sicura ed efficace nei pazienti con CRC avanzato. 48 pazienti sono stati sottoposti ad una resezione simultanea colorettale ed epatica. L’età media +SD (range) era di 64,2+9,7 (38-84).Un solo paziente è deceduto entro 30 giorni. La mortalità post operatoria è stata complessivamente del 2,1%. Nove pazienti (18,8%) hanno sviluppato una o più complicanza ,4 (8,3%) di grado III-IV sec. Clavien-Dindo e 5 (10,4%) di grado I-II. La durata complessiva dell’intervento chirurgico simultaneo è stata di 486,6+144,0 (153-804) minuti.Questo studio conferma che le resezioni colorettali ed epatiche simultanee possono essere eseguite senza un significativo aumento della morbilità e mortalità perioperatorie, anche in pazienti sottoposti ad una resezione anteriore ultrabassa ed in quelli in cui sia indicato il clampaggio intermittente dell’ilo epatico. L’IOUS è efficace nel ridurre l’estensione della resezione epatica in pazienti sia con CRLM anche multiple e bilobari .Poichè le complicanze maggiori sono frequenti dopo resezioni epatiche maggiori simultanee, riducendo l’estensione della resezione del parenchima epatico si può avere un impatto favorevole sul decorso post operatorio.Le resezioni epatiche ecoguidate radicali ma conservative simultanee ad una resezione colorettale sono una tecnica sicura ed efficace in pazienti con carcinoma colorettale avanzato e andrebbero considerate l’opzione primaria in casi selezionati
Colorectal cancer(CRC) is still one of the leading causes of cancer-related death in the Western countries. Liver metastases (CRLM) are present in nearly 15% to 25% of individuals with newly diagnosed colorectal cancer and will develop in up to 50% of patient during the course of their disease. Radical liver resection remains the only potentially curative therapy for patient with CRLM, with reported 5-and 10 year actuarial survival rates of 17% to 35% and 16% to 23%, respectively. The optimal timing for surgical resection in case of syncronous presentation of primary CRC and liver metastases has long been controversial. This study aimed to determine whether simultaneous radical but conservative IOUS-guided LR and colorectal resection (CRR) are safe and effective in patient with SCRLM. Forty-eight patients received simultaneous colorectal and liver resection. Mean+SD (range) age was 64,2+9,7 (38-84) years. One patient died within 30 p.o. days; overall postoperative mortality was 2,1%. Nine patients (18,8%) developed one or more complications, 4 (8,3%) of grade III-IV sec. Clavien-Dindo and 5 (10,4%) of grade I-II. Duration of surgery was 486,6+144,0 (153-804) minutes. Postoperative hospital stay was11,9+6,6 (6-50) days. This study confirms that simultaneous colorectal and liver resections can be performed safely without significant increase of perioperative morbidity and mortality rates, also in patients undergoing ultralow anterior resection and in those requiring intermittent hepatic pedicle clamping. IOUS guidance is effective in reducing the extension of LR in patients with SCRLM, even in those with bilobar SCRLM. Since major complications are frequent after simultaneous major LR and CRR, reducing the extent of liver parenchyma removal may have a favourable impact on postoperative course. Simultaneous radical but conservative IOUS-guided LR and CRR is a safe and effective in patient with SCRLM and could serve as primary option for selected cases

Il cancro colorettale (CRC) rimane la prima causa di morte nei paesi occidentali.Dal 15% al 25% dei pazienti affetti da CRC presenta metastasi epatiche sincrone (CRLM) al momento della diagnosi.La resezione epatica radicale rimane l’unica terapia potenzialmente curativa in presenza di CRLM con una sopravvivenza a 5 anni compresa tra il 17% ed il 35% ed a 10 anni tra il 16% e il 23% rispettivamente. La tempistica ottimale per la resezione chirurgica in caso di presentazione sincrona di CRC è controversa.Questo studio intende dimostrare che le resezioni epatiche ecoguidate radicali ma conservative simultanee ad una resezione colorettale rappresentano una tecnica sicura ed efficace nei pazienti con CRC avanzato. 48 pazienti sono stati sottoposti ad una resezione simultanea colorettale ed epatica. L’età media +SD (range) era di 64,2+9,7 (38-84).Un solo paziente è deceduto entro 30 giorni. La mortalità post operatoria è stata complessivamente del 2,1%. Nove pazienti (18,8%) hanno sviluppato una o più complicanza ,4 (8,3%) di grado III-IV sec. Clavien-Dindo e 5 (10,4%) di grado I-II. La durata complessiva dell’intervento chirurgico simultaneo è stata di 486,6+144,0 (153-804) minuti.Questo studio conferma che le resezioni colorettali ed epatiche simultanee possono essere eseguite senza un significativo aumento della morbilità e mortalità perioperatorie, anche in pazienti sottoposti ad una resezione anteriore ultrabassa ed in quelli in cui sia indicato il clampaggio intermittente dell’ilo epatico. L’IOUS è efficace nel ridurre l’estensione della resezione epatica in pazienti sia con CRLM anche multiple e bilobari .Poichè le complicanze maggiori sono frequenti dopo resezioni epatiche maggiori simultanee, riducendo l’estensione della resezione del parenchima epatico si può avere un impatto favorevole sul decorso post operatorio.Le resezioni epatiche ecoguidate radicali ma conservative simultanee ad una resezione colorettale sono una tecnica sicura ed efficace in pazienti con carcinoma colorettale avanzato e andrebbero considerate l’opzione primaria in casi selezionati
Colorectal cancer(CRC) is still one of the leading causes of cancer-related death in the Western countries. Liver metastases (CRLM) are present in nearly 15% to 25% of individuals with newly diagnosed colorectal cancer and will develop in up to 50% of patient during the course of their disease. Radical liver resection remains the only potentially curative therapy for patient with CRLM, with reported 5-and 10 year actuarial survival rates of 17% to 35% and 16% to 23%, respectively. The optimal timing for surgical resection in case of syncronous presentation of primary CRC and liver metastases has long been controversial. This study aimed to determine whether simultaneous radical but conservative IOUS-guided LR and colorectal resection (CRR) are safe and effective in patient with SCRLM. Forty-eight patients received simultaneous colorectal and liver resection. Mean+SD (range) age was 64,2+9,7 (38-84) years. One patient died within 30 p.o. days; overall postoperative mortality was 2,1%. Nine patients (18,8%) developed one or more complications, 4 (8,3%) of grade III-IV sec. Clavien-Dindo and 5 (10,4%) of grade I-II. Duration of surgery was 486,6+144,0 (153-804) minutes. Postoperative hospital stay was11,9+6,6 (6-50) days. This study confirms that simultaneous colorectal and liver resections can be performed safely without significant increase of perioperative morbidity and mortality rates, also in patients undergoing ultralow anterior resection and in those requiring intermittent hepatic pedicle clamping. IOUS guidance is effective in reducing the extension of LR in patients with SCRLM, even in those with bilobar SCRLM. Since major complications are frequent after simultaneous major LR and CRR, reducing the extent of liver parenchyma removal may have a favourable impact on postoperative course. Simultaneous radical but conservative IOUS-guided LR and CRR is a safe and effective in patient with SCRLM and could serve as primary option for selected cases

L'intervento di connessione cavo-polmonare totale (TCPC) nei pazienti portatori di cuore univentricolare, a causa della particolare condizione emodinamica, determina un risentimento a carico di numerosi parenchimi. Scopo della ricerca è di valutare l'entità di questo danno ad un follow-up medio-lungo. Sono stati arruolati 115 pazienti, sottoposti ad intervento presso i centri di Cardiochirurgia Pediatrica di Bologna (52 pz) e Torino (63 pz). Il follow-up medio è stato di 125±2 mesi. I pazienti sono stati sottoposti ad indagine emodinamica (88 pz), test cardiopolmonare (75 pz) e Fibroscan ed ecografia epatica (47 pz). La pressione polmonare media è stata di 11.5±2.6mmHg, ed in 12 pazienti i valori di pressione polmonare erano superiori a 15mmHg. La pressione atriale media era di 6.7±2.3mmHg ed il calcolo delle resistenze vascolari polmonari indicizzate (RVP) era in media di 2±0.99 UW/m2. In 29 pazienti le RVP erano superiori a 2 UW/m2. La VO2 max in media era pari a 28±31 ml/Kg/min, 58±15 % del valore teorico. La frequenza cardiaca massima all'apice dello sforzo era di 151±22 bpm, pari al 74±17% del valore teorico. Il Fibroscan ha fornito un valore medio di 17.01 kPa (8-34.3kPa). Cinque pazienti erano in classe F2, 9 pazienti in classe F3 e 33 pazienti risultavano in classe F4. Nei pazienti con follow-up maggiore di 10 anni il valore di stiffness epatica (19.6±5.2kPa) è risultato significativamente maggiore a quello dei pazienti con follow-up minore di 10 anni (15.1±5.8kPa, p<0.01). La frequenza cardiaca massima raggiunta durante lo sforzo del test cardiopolmonare è risultata significativamente correlata alla morfologia del ventricolo unico, risultando del 67.8±14.4% del valore teorico nei pazienti portatori di ventricolo destro contro il 79.6±8.7% dei portatori di ventricolo sinistro (p=0.006). L'intervento di TCPC determina un risentimento a carico di numerosi parenchimi proporzionale alla lunghezza del follow-up, e necessita pertanto un costante monitoraggio clinico-strumentale multidisciplinare.
Single ventricle patients are treated with total cavo-pulmonary connection (TCPC) operation that, for the particular hemodynamic condition, can cause a multiorgan damage. Aim of the research is to evaluate the amount of this damage at a medium-long term follow-up. One hundred fifteen patients, operated in the Pediatric Cardiac Surgery Department of Bologna (52 pts) and Torino (63 pts), were enrolled. Mean follow-up was 125±2 months. Patients underwent hemodynamic evaluation (88 pts), cardiopulmonary exercise testing (CPET) (75 pts) and Fibroscan and hepatic echography (47 pts). Mean pulmonary artery pressure (PAP) was 11.5±2.6mmHg, and in 12 patients was more than 15mmHg. Mean atrial pressure was 6.7±2.3 mmHg and mean pulmonary vascular resistances (PVR) was 2±0.99 WU/m2. In 29 patients, PVR were more than 2 WU/m2. Mean peak VO2 was 28±31 ml/Kg/min, 58±15 % of the theoretic value. Mean peak heart rate during exercise was 151±22 bpm, 74±17% of the theoretic value. Mean hepatic stiffness evaluation at Fibroscan was 17.01 kPa (8-34.3 kPa). Five patients were in Metavir class F2, 9 in F3 e 33 in F4 class. Among patients with a longer than 10 years follow-up, hepatic stiffness evaluation was significantly higher (19.6±5.2 kPa) than in patients with shorter follow-up (15.1±5.8 kPa, p<0.01). Peak heart rate at CPET was significantly related to single ventricle morphology, resulting 67.8±14.4% of the theoretic value in right single ventricle patients and 79.6±8.7% in left single ventricle patients (p=0.006). TCPC operation cause a multiorgan damage proportional to follow-up length, and for this reason deserve a constant multidisciplinary clinico-instrumental monitoring.

L'intervento di connessione cavo-polmonare totale (TCPC) nei pazienti portatori di cuore univentricolare, a causa della particolare condizione emodinamica, determina un risentimento a carico di numerosi parenchimi. Scopo della ricerca è di valutare l'entità di questo danno ad un follow-up medio-lungo. Sono stati arruolati 115 pazienti, sottoposti ad intervento presso i centri di Cardiochirurgia Pediatrica di Bologna (52 pz) e Torino (63 pz). Il follow-up medio è stato di 125±2 mesi. I pazienti sono stati sottoposti ad indagine emodinamica (88 pz), test cardiopolmonare (75 pz) e Fibroscan ed ecografia epatica (47 pz). La pressione polmonare media è stata di 11.5±2.6mmHg, ed in 12 pazienti i valori di pressione polmonare erano superiori a 15mmHg. La pressione atriale media era di 6.7±2.3mmHg ed il calcolo delle resistenze vascolari polmonari indicizzate (RVP) era in media di 2±0.99 UW/m2. In 29 pazienti le RVP erano superiori a 2 UW/m2. La VO2 max in media era pari a 28±31 ml/Kg/min, 58±15 % del valore teorico. La frequenza cardiaca massima all'apice dello sforzo era di 151±22 bpm, pari al 74±17% del valore teorico. Il Fibroscan ha fornito un valore medio di 17.01 kPa (8-34.3kPa). Cinque pazienti erano in classe F2, 9 pazienti in classe F3 e 33 pazienti risultavano in classe F4. Nei pazienti con follow-up maggiore di 10 anni il valore di stiffness epatica (19.6±5.2kPa) è risultato significativamente maggiore a quello dei pazienti con follow-up minore di 10 anni (15.1±5.8kPa, p<0.01). La frequenza cardiaca massima raggiunta durante lo sforzo del test cardiopolmonare è risultata significativamente correlata alla morfologia del ventricolo unico, risultando del 67.8±14.4% del valore teorico nei pazienti portatori di ventricolo destro contro il 79.6±8.7% dei portatori di ventricolo sinistro (p=0.006). L'intervento di TCPC determina un risentimento a carico di numerosi parenchimi proporzionale alla lunghezza del follow-up, e necessita pertanto un costante monitoraggio clinico-strumentale multidisciplinare.
Single ventricle patients are treated with total cavo-pulmonary connection (TCPC) operation that, for the particular hemodynamic condition, can cause a multiorgan damage. Aim of the research is to evaluate the amount of this damage at a medium-long term follow-up. One hundred fifteen patients, operated in the Pediatric Cardiac Surgery Department of Bologna (52 pts) and Torino (63 pts), were enrolled. Mean follow-up was 125±2 months. Patients underwent hemodynamic evaluation (88 pts), cardiopulmonary exercise testing (CPET) (75 pts) and Fibroscan and hepatic echography (47 pts). Mean pulmonary artery pressure (PAP) was 11.5±2.6mmHg, and in 12 patients was more than 15mmHg. Mean atrial pressure was 6.7±2.3 mmHg and mean pulmonary vascular resistances (PVR) was 2±0.99 WU/m2. In 29 patients, PVR were more than 2 WU/m2. Mean peak VO2 was 28±31 ml/Kg/min, 58±15 % of the theoretic value. Mean peak heart rate during exercise was 151±22 bpm, 74±17% of the theoretic value. Mean hepatic stiffness evaluation at Fibroscan was 17.01 kPa (8-34.3 kPa). Five patients were in Metavir class F2, 9 in F3 e 33 in F4 class. Among patients with a longer than 10 years follow-up, hepatic stiffness evaluation was significantly higher (19.6±5.2 kPa) than in patients with shorter follow-up (15.1±5.8 kPa, p<0.01). Peak heart rate at CPET was significantly related to single ventricle morphology, resulting 67.8±14.4% of the theoretic value in right single ventricle patients and 79.6±8.7% in left single ventricle patients (p=0.006). TCPC operation cause a multiorgan damage proportional to follow-up length, and for this reason deserve a constant multidisciplinary clinico-instrumental monitoring.

INTRODUCTION: This multistep work has investigated tissue engineering of the liver as approach for treating end-stage liver diseases by different projects. Engineering of hepatic tissue based on primary hepatocytes offers new perspectives in this field. However, generation of thick, 3D liver tissue has been limited by the lack of vasculature in the engineered constructs; hepatocyte survival is transient if limited by insufficient vascular-network formation. To overcome this limitation and establish a vascularized construct, we firstly worked on designing a novel microfluidic-based bilayer device with a discrete parenchymal chamber modeled upon hepatic organ architecture. The design enables the device concept to serve as both a platform technology for drug discovery and toxicity, and for the continuing development of an improved liver-assist device. Thereafter the designed device has been moved to an in vivo animal model (project 2), evaluating the liver-assist device platform with a microfluidic-modeled vascular network in a femoral arteriovenous shunt model in rats. On this basis, we proceeded with efficiently differentiating precursor liver cells into mature cells within 3D bioreactor systems in different culture conditions. Combined and distinct methods have been tested to enhance the in vitro differentiation of liver precursor cells (project 3). Finally, new smart 3D scaffolds cultured with a mixed population of hepatocytes and mesenchymal stem cells have been implanted in vivo (project 4), after adequate preconditioning in the previous bioreactor system, to induce angiogenesis processes. These different approaches can be efficiently put together for the final realization of an in vivo bio-artificial liver construct. METHODS: Project 1: 18 assembled devices with continuous flow have been tested for the capability of transporting of metabolites and small proteins while protecting an adjacent cell culture from the effects of shear stress. Devices were seeded with HepG2/C3A and primary hepatocytes in different culture conditions to test the final capability of the system to maintain an efficient dynamic culture. Project 2: 16 devices (assembled in project 1) with rat primary hepatocytes and 12 with human HepG2/C3A cells were tested in athymic rats in a femoral arteriovenous shunt model. Several parenchymal tube configurations were evaluated for pressure profile and cell survival. The blood flow pattern and perfusion status of the devices was examined by laser Doppler scanning. Cell viability and serum protein secretion functions were assessed. Project 3: Pluripotent Human Liver Stem Cells (HLSCs) were seeded onto 18 3D "smart scaffolds" composed by a biocompatible collagen-sponge. The scaffold was connected to a novel perfusion bioreactor able to ensure long-term uniform flow of medium through the material sponges; stem cells medium and co-culture with hepatic stellate cells (HSCs) were added in different conditions. Tissue engineering strategies based on the co-cultivation of HLSCs with hepatic stellate cells (ITO) and with several combinations of medium were applied. Morphological and functional assays were performed at day 3, 5 and 7 of the in vitro perfusion condition Project 4: 12 scaffolds composed by 3D hyaluronan-derivative [a benzyl ester of hyaluronan (HYAFF®), seeded with a population of human mesenchymal stem cells (HMSCs) and hepatocytes in different ratio, were firstly cultured in the previous bioreactor system to induce a preconditioning stimulus for proliferation and regeneration. The scaffolds were then implanted onto the omentum of 12 nude rats and then rolled into a 3-D pocket structure. Morphological assays were performed to test the neoangiogenesis properties of HMSCs and establish hepatocytes viability after 7 days. RESULTS: Project 1: The assembled device was able to sustain both human hepatoma cells and primary rat hepatocytes by continuous in vitro perfusion of medium, allowing proliferation and maintaining hepatic functions such as serum protein synthesis and metabolism. The mathematical model estimated the best flow rate for perfused cultures lasting up to 14 days. Project 2: The testing in femoral arteriovenous shunt model was successfully established in all animals. Blood flow was homogeneous through the vascular bed and replicated native flow patterns. Survival of seeded liver cells was highly dependent on parenchymal chamber pressures. The tube configuration that generated the lowest pressure supported excellent cell survival and function. Project 3: The hepatic differentiation of HLSCs from adult liver has been improved in 3D collagen scaffolds, confirmed by morphological and functional assays; the flow of perfusion medium (assured by the bioreactor system) enabled the in vitro organization of the cells into liver clusters even in the deeper levels of the sponge. This preliminary experiment has shown that collagen sponge and dynamic in vitro condition not only promote formation of cellular bodies of HLSCs but also enhance a more rapidly functional differentiation into a mature hepatic population. Project 4: The final ongoing project moved to the in vivo model. After a preconditioning period in the bioreactor assembled in project 3, cultured HYAFF®) 3D scaffold (with hepatocytes plus HMSCs or hepatocytes alone) have been implanted in rats. New tissues consisting of neo-angiogenesis’ clusters organized in vessel-like structures formed by 1 week, and the hepatocyte mass survived during all the study-time. Vascular structures, identified by H&E staining, were positive for von Willebrand factor. Hepatocytes were immunohistochemically positive for albumin and CK8-18-19. These results suggest that our “bio-engineered-reactor” is characterized by a steady neovasculature potentiality and keeps capacity for supporting hepatocyte viability. CONCLUSIONS: A preliminary multistep approach to generate in vivo morphologically and functionally complex new tissue has being constituted from simple monolayer. This ongoing work represents a preliminary step toward the final engineer of liver-organoid vascularized construct.
INTRODUZIONE: Il progetto oggetto di questa tesi si è proposto di applicare le tecniche di ingegneria tissutale come approccio alla realizzazione di costrutti epatici per il supporto metabolico delle malattie del fegato; la realizzazione del lavoro si è sviluppata attraverso la successione multistep di diversi progetti tra loro complementari. L’ingegnerizzazione di tessuto epatico attraverso colture di epatociti primari infatti offre nuove prospettive in questo ambito; tuttavia la realizzazione di strutture 3D è spesso limitata dalla mancanza di una struttura vascolare in grado di costituire un adeguato supporto nutritivo. D’altra parte gli epatociti sono cellule ad alto metabolismo e la loro sopravvivenza è limitata in condizioni ipossiche, in mancanza di una sufficiente rete vascolare. Al fine di superare questo problema e di ottimizzare le condizioni per il supporto di nutrienti, abbiamo innanzi tutto rivolto l’attenzione alla realizzazione di un bioreattore bilayer, sviluppato nelle 2 dimensioni, e ingegnerizzato partendo da dati noti di microfluidodinamica; inoltre in grado di proporre un sistema di coltura basato sulla anatomia microscopica del fegato. Tale design ha permesso la realizzazione di un bioreattore in grado di costituire una piattaforma da utilizzare come unità di drugtesting, ma anche per la successiva realizzazione di un sistema di assistenza epatica (progetto 1). Sulla base dei dati ottenuti, il progetto è stato in seguito traslato nel modello in vivo e il bioreattore è stato testato nel piccolo animale; l’impianto del device è stato realizzato ex vivo mediante il confezionamento di uno shunt artero-venoso femoro-femorale (progetto 2). Il lavoro è stato quindi implementato sviluppando sistemi di coltura nelle 3 dimensioni (progetto 3); diverse combinazioni di coltura su scaffolds 3D in perfusione continua, all’interno di nuovi bioreattori, sono state testate per l’induzione differenziativa di cellule staminali (precursori epatocitari di origine umana). I successi ottenuti hanno spinto alla realizzazione dell’ultimo step (progetto 4). Smart scaffolds 3D di nuova generazione sono stati utilizzati per allestire colture 3D attraverso diverse combinazioni di popolazioni cellulari (epatociti primari + cellule mesenchimali staminali o soli epatociti primari), inducendo processi di neoangiogenesi. Dopo adeguato preconditioning in bioreattori in vitro, lo scaffold è stato in seguito impiantato in vivo, nel piccolo animale. METODI: Progetto 1: 18 bioreattori ingegnerizzati a flusso continuo sono stati testati per la loro capacità di trasporto di metaboliti all’interno di un compartimento parenchimale ove le colture cellulari sono state protette dagli effetti nocivi di shear stress. I bioreattori sono stati sottoposti a semina con cellule HepG2/C3A ed epatociti primari in diverse condizioni di coltura, al fine di testare la capacità del sistema di mantenere in vitro una coltura dinamica, vitale ed efficiente dal punto di vista metabolico. Progetto 2: 16 bioreattori (precedentemente ingegnerizzati nel progetto 1) sono stati utilizzati e sottoposti a coltura con epatociti primari e 12 con cellule umane HepG2/C3A; i bioreattori sono stati impiantati ex vivo in ratti atimici attraverso la realizzazione di uno shunt artero-venoso femoro-femorale. Il setting del bioreattore exvivo ha previsto diverse configurazioni, testate sotto il profilo dei parametri di vitalità cellulare sulla base dei relativi dati di pressione e di flusso nelle diverse configurazioni. Il pattern di flusso ematico e la perfusione del sistema sono stati esaminati attraverso laser Doppler scanning. La vitalità cellulare e la funzionalità metabolica sono state inoltre verificate. Progetto 3: una popolazione di Pluripotent Human Liver Stem Cells (HLSCs) è stata coltivata su 18 "smart scaffolds" 3D, composti da spugne di collagene biocompatibile. Lo scaffold è stato inserito in un nuovo bioreattore per la perfusione di strutture 3D in grado di garantire flussi uniformi di medium; medium per cellule staminali e colture miste con cellule stellate del fegato (HSCs) sono state aggiunte in diverse condizioni di coltura. Le diverse combinazioni sono state testate attraverso l’esecuzione di studi morfologici e funzionali rispettivamente nei giorni 3, 5 e 7 della perfusione in vitro. Project 4: 12 scaffolds 3D, costituiti da un derivato dell’acido ialuronico [a benzyl ester of hyaluronan (HYAFF®) sono stati sottoposti a semina con popolazioni di cellule staminali mesenchimali di origine umana (HMSCs) ed epatociti in diverse combinazioni; è stata allestita una coltura in perfusione continua nel bioreattore precedentemente descritto (preconditioning). In seguito gli scaffolds sono stati impiantati nell’omento di 12 ratti atimici, costituendo una tasca “rolled” 3D. Studi morfologici sono stati eseguiti al fine di valutare i processi di neoangiogenesis sostenuti dalle cellule HMSCs e valutare la vitalità epatocitarie a 7 giorni dall’impianto. RISULTATI: Progetto 1: Il bioreattore ingegnerizzato si è dimostrato in grado di sostenere entrambe le popolazioni cellulari in studio, comprese colture primarie di epatociti (notoriamente più sensibili), attraverso la realizzazione di una perfusione continua di medium sovrapponibile a flussi fisiologici. Tale circostanza ha favorito sia i processi di proliferazione cellulare che la funzione metabolica epatocitaria (sintesi proteica). Il modello matematico del sistema ha permesso di sostenere una coltura dinamica fino a 14 giorni. Progetto 2: Il bioreattore, collegato all’animale attraverso il confezionamento di uno shunt femorale artero-venoso, ha realizzato un sistema di perfusione ex vivo. Il flusso ematico all’interno del network vascolare si è dimostrato omogeneo nel tempo ed ha ricostituito il fisiologico pattern di flusso artero-venoso del fegato. La sopravvivenza cellulare ha dimostrato alti valori dipendentemente dai valori pressori raggiunti all’interno della camera parenchimale. La configurazione del sistema che ha generato la minore pressione all’interno della camera parenchimale ha dimostrato anche i migliori risultati in termini di sopravvivenza cellulare. Progetto 3: con l’intenzione di costituire strutture 3D, la differenziazione epatica di cellule HLSCs da fegato umano è stata indotta in scaffolds di collagene; i test morfologici e gli assays funzionali hanno confermato la maturazione. Il flusso continuo di perfusione del medium (garantito dal bioreattore) ha favorito in vitro la distribuzione delle cellule in clusters organizzati fino alle porzioni più profonde dello scaffold. Gli esperimenti hanno dimostrato che la spugna di collagene e le condizioni di coltura dinamica in vitro sono in grado di promuovere non solo la formazione di aggregati di HLSCs ma anche di favorire una più rapida maturazione verso fenotipi epatici maturi. Progetto 4: lo step finale, ancora in corso, ha previsto l’induzione della neoangiogenesi in vivo. Dopo un processo di preconditioning della coltura cellulare nel bioreattore precedentemente ingegnerizzato (progetto 3), scaffolds 3D di HYAFF® con combinazioni diverse di epatociti primari e MSCs, sono stati impiantati nei ratti. Il costrutto cosi ottenuto a 7 giorni dall’impianto ha dimostrato, alla immunofluorescenza, la formazione di iniziali clusters in cui si sono identificati eventi neoangiogenetici con formazione di strutture simil-vascolari. Gli epatociti sono sopravissuti durante tutto il periodo di studio; positiva la ricerca, alla immunofluorescenza, per albumina, CK8-18- 19. Le strutture vascolari, identificate dapprima con colorazione EE, si sono dimostrate positive alla immunofluorescenza per il fattore di von Willebrand. I dati sono suggestivi per ulteriori studi nell’ambito dei processi di neoangiogenesi. CONCLUSIONI: Gli approcci preliminari ci hanno permesso di raggiungere e ottenere in vivo risultati promettenti nella ricostituzione di costrutti epatici caratterizzati da processi neoangiogenetici, partendo da semplici layers 2D. I risultati sono suggestivi per sviluppi futuri di ingegnerizzazione di organoidi epatici.

Background In liver transplantation one of the most important promblem which has not a solution yet is the large discrepancy between supply and demand for liver transplantation. To expand the pool of organs we should find the way to utilize marginal livers like the Non-heart-beating-donors ones and the fatty grafts. The use of these livers is associated with high incidence of post-operative primary dysfunction caused by the damage due to the Cold Storage preservation in the context of the process of ischaemia- reperfusion in extreme hypothermia (4° C). The utilization of new methods in the conservation of hepatic grafts like Machine Perfusion becomes necessary, especially for its ability to reduce the damage of ischaemia-reperfusion in hypothermia. The great potentiality of this Machine in sane and marginal organ preservation and the number of works which took place about it, stimulated us to the deepen this argument. Purpose We decided to create a experimental model of Machine Perfusion for pigs and to test it with different temperatures to obtain the best condition of perfusion and graft preservation. We based our study on the various works that can be find in literature and on the research developed by the Università di Pavia on rats. Methods We used in our experiments 15 Landrace pig of the weight of 22 kilos each. We divided them in three groups of study. Group C: after hepatectomy the pig liver was preserved in Cold Storage (4° C) for 8 hours. Group N: after hepatectomy the pig liver was perfused in Normothermic Machine Perfusion (37°C) for 8 hours. Group I: the pig liver was perfused in Moderate Hypothermic Machine (20°C). After the preservation, all the 15 livers were tested with a rewarming (37°C) of 2 hours. During the two hours of the experiment we performed samples of blood and biopsies and we also valuated the indocianine green clearance. Results The results obtained by the histology, the functional test and biochemical levels of AST, ALT and LDH, in the moderate hypothermic perfusion prove the superiority of this machine . Conclusion It is concluded after these experiments the great ability of 20°C Machine Perfusion in pig's liver transplantation. We think that this method of preservation will be able to improve the pool of donors using NHBD livers and fatty livers. In future our research will deepen the problematic connected with the preservation of marginal organs, in particular of steatotic livers.

Introduction. Despite being recognized a clinical application for almost thirty years, data are very scarce regarding liver transplant patients’ long term health issues. Patient survival surpasses the 10 year threshold in increasing numbers, exposing this population to risks from chronic use of immunosuppressive drugs. Methods. The Liver Transplantation Centre of Padua coordinated two spontaneous multricentric studies: a longitudinal observational retrospective multicentre (12 Italian Liver Transplant Centres,) assessing long term survival and main characteristics of the recipient population; and EPOCAL, a spontaneous Phase II Interventional Multicentric (7 Italian Liver Transplantation Centres) Open-label Randomized Control Trial, assessing acute rejection and graft loss within 3 months of liver transplantation, renal function, incidence of adverse events. Results. Data on 3008 liver transplantations performed in Italy between 1983–1999 were documented by an eCRF. Data of 2846 patients with sufficient follow-up were used for further analysis. 20 years patient survival was estimated at 51 %. A total of 139 patients were enrolled in the EPOCAL study, 92 in the study group and 47 in control group. We did not find any significant difference between the two groups prior intervention. The primary end-point in the study group was achieved: biopsy-proven acute rejection was under 25 % (under 14 %) (p < 0.05). Renal function was significantly better in the study group at 3 months (p < 0.05). Conclusion. These studies show an Italian long term liver transplantation cohort with excellent survival profiles. We show efficacy and safety of an immunosuppressive protocol with minimization of calcineurin inhibitor (tacrolimus) and early introduction of everolimus. Together, we have a path towards long term survival of patients with sustainable immunosuppressive protocols.
Introduzione. Nonostante sia un'applicazione clinica da quasi trent'anni, i dati relativi allo stato di salute a lungo termine dei pazienti trapiantati di fegato sono scarsi. Il numero dei pazienti che raggiungono la soglia di sopravvivenza a 10 anni è in aumento, esponendo questa popolazione al rischi associati all'uso cronico degli immunosoppressori. Metodi. Il Centro Trapianti di Fegato di Padova ha coordinato due studi multicentrici spontanei: uno studio retrospettivo, osservazionale, longitudinale, multicentrico (12 Centri Trapianto di Fegato italiani) che valuta la sopravvivenza a lungo termine e le principali caratteristiche della popolazione ricevente; e EPOCAL uno studio spontaneo di Fase II, interventistico, multicentrico (7 Centri Trapianto di Fegato italiani), in aperto, randomizzato, controllato che valuta il rigetto e la perdita del graft a 3 mesi dal trapianto, la funzione renale e l'incidenza degli eventi avversi. Risultati. I dati su 3008 trapianti di fegato effettuati in Italia dal 1993 al 1999 sono stati registrati in un eCRF. I dati di 2846 pazienti con un sufficiente follow-up sono stati usati per le analisi successive. La sopravvivenza a 20 anni dal trapianto è stata stimata al 51%. Un totale di 139 pazienti è stato arruolato nello studio EPOCAL, 92 nel gruppo di studio e 47 nel gruppo di controllo. Non abbiamo trovato differenze significative tra i due gruppi prima all'arruolamento. L'end-point primario dello studio è stato raggiunto: i rigetti acuti confermati da biopsia erano meno del 25 % (sotto 14 %) (p < 0,05). La funzione renale a tre mesi era significativamente migliore nel gruppo di studio (p < 0,05). Conclusioni. Questi studi presentano un profilo di sopravvivenza eccellente della coorte di pazienti italiani trapiantati di fegato da lungo tempo. Mostriamo sicurezza ed efficacia di un protocollo immunosoppressivo con minimizzazione degli inibitori della calcineurina (tacrolimus), e l'introduzione precoce di everolimus. L'insieme dei risultati mostra una strada verso la sopravvivenza a lungo termine dei pazienti con protocolli immunosoppressivi sostenibili.

INTRODUCTION Prognosis of patients with breast cancer liver metastases is still dismal. Some retrospective data support adjuvant surgery in selected patients. Ablative treatment in the management of breast cancer liver metastases remains controversial. MATERIAL AND METHODS We evaluated the efficacy (complete ablation and recurrence rate) and the safety (morbidity and mortality) of the microwave ablation treatment (MWA) of breast cancer liver metastases, performed in our Center from 2009 to 2016. Analysis was performed on a nodule-oriented and patient-oriented base. RESULTS Median time to liver metastases development was 52.13 months (IQR 25.5- 81.72), 92.5% of which were metachronous. Forty patients underwent 51 MWA sessions, percutaneously (27 sessions, 33 nodules) and laparoscopically (24 sessions, 67 nodules). Complete ablation rate for nodules ≤2 cm was 95.56% whereas the 3- and 6-months recurrence rate, irrespectively of the nodule dimension, was 12.73% and 26.19%, respectively. MWA was associated with no 90-day mortality. Morbidity rate was 20%. Two patients are alive and free of disease at 49 and 86 months, respectively.
INTRODUZIONE La prognosi delle pazienti con metastasi epatiche da carcinoma mammario è ancora infausta. Alcuni dati retrospettivi suggeriscono un aumento della sopravvivenza nelle pazienti sottoposte a chirurgia adiuvante delle metastasi. Il trattamento ablativo delle metastasi da carcinoma mammario è ancora controverso. MATERIALI E METODI Abbiamo valutato l’efficacia (tasso di ablazione completo e di recidiva) e la sicurezza (morbilità e mortalità) del trattamento ablativo con microonde delle metastasi epatiche, eseguito presso il nostro Centro dal 2009 al 2016. L’analisi è stata condotta sulla base dei noduli e ablati e sulla base delle pazienti trattate. RISULTATI Il 92,5% delle metastasi sono metacrone con un tempo mediano di comparsa dalla diagnosi di tumore della mammella di 52,13 mesi (IQR 25,5- 81,72). Quaranta pazienti sono state sottoposte a 51 sessioni di trattamento ablativo con microonde, percutanea (27 sessioni, 33 noduli) e laparoscopica (24 sessioni, 67 noduli). Il tasso di ablazione completa per noduli ≤2 cm è risultata pari al 95,56% mentre il tasso di recidiva globale a 3 e 6 mesi, indipendentemente dalle dimensioni dei noduli, è stato del 12,73% e del 26,19%, rispettivamente. La mortalità a 90 giorni è stata nulla e il tasso di complicanze è stato del 20%. Due pazienti sono vive e libere da malattia a 49 e 86 mesi.

A NEW LIVER AUTOTRANSPLANTATION TECHNIQUE USING SUBNORMOTHERMIC MACHINE PERFUSION FOR ORGAN PRESERVATION IN A PORCINE MODEL: CLINICAL INDICATION FOR THE TREATMENT OF UNRESECTABLE HEPATIC LESIONS WITH CONVENTIONAL SURGERY ! Abstract ! BACKGROUND: Hepatic resection is the gold standard of therapy for primary and secondary liver tumors, but few patients are eligible for this procedure because of the extent of their neoplasms. Improvements in surgical experience of liver transplantation (OLT), hepatic resection and preservation with sub-normothermic machine perfusion (MP) have prompted the development of a new model of large animal autotransplantation. This sperimental model allowed the clinical application of Ex situ ex vivo liver surgery to treat otherwise unresectable liver tumors. METHODS: Landrace pigs were used in this experiment. After intubation, hepatectomy was performed according to the classic technique. The intrahepatic caval vein was replaced with a homologous tract of porcine thoracic aorta. The liver was perfused with hypothermic Celsior solution followed by MP at 20 °C with oxygenated Krebs solution. An hepatectomy was performed during the period of preservation, which lasted 120 minutes, then the liver was reimplanted into the same animal in a 90° counterclockwise rotated position. The anastomoses were performed in the classic sequence. Samples of intravascular fluid, blood and liver biopsies were obtained at the end of the period of preservation in MP and again at 1 and 3 hours after liver reperfusion to evaluate graft function and microscopic damage. Then we report the clinical application of the model on 8 clinical cases described individually. After appropriate preoperative study and with the permission of the ethics committee, the patients underwent ex situ liver resection. RESULTS: All animals survived the procedure. The peak of aspartate aminotransferase was recorded 60 minutes after reperfusion and the peak of alanine aminotransferase and lactate dehydrogenase after 180 minutes. Histopathologic examination under the light microscope identified no necrosis or congestion. Intraoperative echo-color Doppler documented good patency of the anastomosis and normal venous drainage. Among the patients who underwent surgical treatment the overall mortality during the mean follow-up of 493 days , was 25 % ( 12.5 % for sepsis and 12.5 % for recurrence of disease ) . The 66.6 % of patients in life is alive and currently free of neoplastic disease , 33.3 % are alive with disease recurrence in chemotherapy and in good overall clinical condition . CONCLUSION: This system made it possible to perform hepatic resections and vascular reconstructions ex situ while preserving the organ with mechanical perfusion (ex vivo, ex situ surgery). Improving surgical techniques regarding autotransplantation and our understanding of ischemia-reperfusion damage may enable the development of interesting scenarios for aggressive surgical treatment (Ex situ, ex vivo liver surgery ) or radiochemotherapy options to treat primary and secondary liver tumors unsuitable for conventional in situ surgery.
NUOVA TECNICA DI AUTOTRAPIANTO DI FEGATO IN UN MODELLO SPERIMENTALE PORCINO CON PRESERVAZIONE DEL GRAFT IN MACHINE PERFUSION: APPLICAZIONE CLINICA PER NEOPLASIE EPATICHE NON RESECABILI TRAMITE CHIRURGIA CONVENZIONALE. !INTRODUZIONE : La resezione epatica rappresenta il gold standard per il trattamento dei tumori del fegato primitivi e secondari , tuttavia solo una minoranza di pazienti possono essere sottoposti a tale trattamento poichè spesso la diagnosi di neoplasia avviene in stadi di malattia neoplastica troppo avanzata. L’esperienza tecnica del nostro Centro legata alla chirurgia epatica resettiva e sostituitiva, associata ai nostri studi sul danno da ischemia-riperfusione e sull’allestimento di nuove metodiche di preservazione del graft tramite l’utilizzo della Machine Perfusion (MP), ci ha permesso di sviluppare un sistema di perfusione meccanica sub-normotermica per preservare il fegato, che consente di eseguire resezioni epatiche e complesse ricostruzioni vascolari ex-situ durante la perfusione meccanica (chirurgia ex-vivo, ex-situ). Questo modello sperimentale ha permesso l' applicazione clinica della chirurgia epatica ex vivo ex situ per il trattamento di tumori al fegato altrimenti non operabili . METODI : Per l’esecuzione dell’esperimento abbiamo utilizzato 5 maiali Landrace x Large White . Dopo l’ intubazione è stata eseguita l’ epatectomia secondo la tecnica classica . La vena cava intraepatica è stata sostituita con un omologo tratto di aorta toracica di suino. Il fegato è stato perfuso con soluzione di preservazione ipotermica (Celsior solution 60 mL/kg in aorta e 30 mL/kg in vena porta) a 4°C. Quindi il fegato veniva posto in un sistema di perfusione ossigenato e continuamente perfuso per 120 minuti con soluzione di Krebs (MP). Durante la preservazione in Machine Perfusion, veniva eseguita una epatectomia tramite dissezione a freddo con forbici. Dopo 120 minuti di preservazione in MP, il fegato veniva reimpiantato nello stesso animale (auto- trapianto) ruotato di 90° in senso antiorario. Le anastomosi sono state eseguite nella sequenza classica . Campioni sia di sangue che di liquido di preservazione venivano prelevati per determinare i livelli di AST, ALT, LDH e lattati dopo il termine del periodo di preservazione con MP e nuovamente a un ora e a tre ore dalla riperfusione epatica. Di seguito viene descritta l'applicazione clinica di questo modello sperimentale su 8 casi clinici descritti individualmente . Dopo adeguato studio preoperatorio e con il permesso del comitato etico , i pazienti sono stati sottoposti a resezione epatica ex situ. RISULTATI: Tutti gli animali sono sopravvissuti alla procedura . Il picco di aspartato aminotransferasi è stato registrato 60 minuti dopo la riperfusione e il picco di alanina aminotransferasi e lattico deidrogenasi dopo 180 minuti. L’indagine istopatologica alla microscopia ottica non ha documentato reperti significativi di necrosi e congestione all’analisi dei preparati esaminati. L’Eco color Doppler intraoperatorio ha documentato buona pervietà delle anastomosi e normale drenaggio venoso . Tra i pazienti sottoposti a trattamento chirurgico la mortalità globale su un follow-up medio di 493 giorni , è stata del 25 % ( 12,5 % per sepsi e 12,5% per recidiva di malattia ) . Il 66,6 % dei pazienti in vita è vivo e attualmente libero da malattia , il 33,3 % sono vivi con recidiva di malattia in trattamento chemioterapico. ! CONCLUSIONI : Questo modello sperimentale ha consentito di effettuare resezioni epatiche e ricostruzioni vascolari ex situ preservando l'organo con la perfusione meccanica ( chirurgia ex vivo-ex situ ) . Il miglioramento delle tecniche chirurgiche relative all’autotrapianto e la miglior comprensione del danno da ischemia-riperfusione potrebbe rendere possibile lo sviluppo di scenari interessanti per il trattamento di tumori epatici primitivi e secondari non suscettibili di trattamento chirurgico convenzionale.

Background Hepatic metastases from colorectal cancer are still characterized by a poor prognosis as only 20% of patients can undergo surgical resection and in the other 80% chemotherapy achieves short results with a 5-years survival lower than 5%. Protein-kinases play a crucial role in determinating alterations of intracellular signal transmission that are basis for neoplastic and metastatic process. Reverse phase protein array is a technique that allow simultaneous analysis of the phosphorilation state from different specimens and consequently the activation of protein-kinases. Aim of the study Our purpose is to compare the phosphoproteomic profile expression of a kinases group involved in intracellular signal transmission of sybchronous liver metastases from colorectal cancer with the matched primary tumors and with metachronous lung metastases, to evaluate if there are a common phenotype for every type of metastases from colorectal cancer and a specific phenotype for liver metastases. Materials and methods Using reverse phase protein array we analyzed the activity of 87 protein-kinases involved in multiple intracellular signalling pathways of 34 specimens from patients with colorectal cancer and synchronous liver metastases and of 16 specimens from patients with metachronous colorectal cancer lung metastases. Results The levels of 38 out of 87 endpoints analyzed were significantly altered between the primary tumors and the liver metastases. The majority of these are components of only two major signaling pathways: these include the PI3 Kinase/AKT/mTOR prosurvival pathway and the growth factor receptor signaling pathways (which also feed into PI3K signaling). We also observed an increase in phosphorylation of PDGFRb (Y751) (p value = 0.0181), and cKit Y703 (p value = 0.005) in the liver metastases as compared to the primary tumors: both these growth factor receptors also signal through the PI3K/AKT pathway. To confirm this finding, Western blot analysis of AKT (S473) and c-Kit (Y703) was performed on 5 of the cases using a separately obtained cell population obtained by LCM: the results show that the elevations observed by RPPA are accurate. Comparing the liver metastases to the matched primary colorectal cancver tumor and the unmatched pulmonary metastasis phosphorylation of Pyk2 (Y402) and VEGFR (Y996) were found to be higher and phosphorylation of PKCzeta/lambda (T403/410) and BAD (S136) lower in the liver metastases (p <0.05). Conclusions Our results highlight that: 1- There is a common metastatic phenotype in neoplastic cells which is not related to target organ, the PI3 Kinase/AKT/mTOR prosurvival pathway. 2- There is also a phenotype specific for the liver metastases that include the overexpression of VEGFR2 (Y996) e Pyk2 (Y402) in the liver metastases. Moreover these results suggest some new targets for the therapeutic strategy of colorectal metastases: an inhibitor of PI3K-AKT, in association with drugs as Gleevec (Imatinib mesilate) that inhibit PDGFR receptors and c-KIT, might be used as for colorectal metastases. More selectively, for the treatment of liver metastases, an association of Bevacizumab (VEGFR inhibitor) with a Pyk2 inhibitor could be useful and effective.
Introduzione La presenza di metastasi epatiche da carcinoma del colon-retto è contraddistinta da una prognosi infausta, poiché solo il 20% dei pazienti può essere sottoposto a resezione chirurgica e nella restante parte dei casi i risultati della chemioterapia sono scarsi, con sopravvivenza a 5 anni inferiore al 5%. Le protein-chinasi hanno un ruolo decisivo nel determinare le alterazioni della trasmissione del segnale intracellulare che caratterizzano sia il processo neoplastico che quello metastatico. Il reverse phase protein array è una metodica che permette di analizzare contemporaneamente in più campioni lo stato di fosforilazione e quindi di attivazione di numerose protein-chinasi. Scopo dello studio Scopo del progetto di ricerca è il confronto del profilo d’espressione fosfoproteomico di un gruppo di protein-chinasi implicate nella trasmissione del segnale intracellulare nel tumore del colon-retto primitivo e nelle rispettive metastasi epatiche e polmonari, per verificare se esiste un profilo d’espressione fosfoproteomico comune per le metastasi, inattivo nel tumore primitivo e parallelamente se esiste un profilo d’espressione specifico per le metastasi epatiche. Materiali e metodi Usando la tecnica reverse phase protein array, abbiamo analizzato l’attività di 87 protein-chinasi coinvolte in diverse vie di trasduzione del segnale intracellulare di 34 campioni provenienti da pazienti con adenocarcinoma del colon-retto con metastasi epatiche sincrone e di 16 campioni di metastasi polmonari metacrone da adenocarcinoma del colon-retto. Risultati I livelli di 38 protein chinasi sono risutati significativamente alterati nelle metastasi epatiche risptto ai rispettivi tumori primitivi. La maggior parte di queste protein-chinasi appartengono a due pathways di trasmissione del segnale intracellulare: il pathway PI3 kinase/AKT/mTOR e il pathway che regola l’apoptosi legata ai recettori per i growth factors, che prevede comunque l'attivazione di PI3 kinase/AKT/mTOR. Un’ulteriore conferma dell’importanza di tale via di segnale è data dall’iperattivazione nelle metastasi epatiche di 2 recettori tirosin-chinasici connessi con il pathway PI3 kinase/AKT/mTOR: PDGFRb Y751 (p = 0.0181) e cKit Y703 (p = 0.005), recettori invece ipofosforilati nel tumore primitivo. Questi risultati sono stati confermati mediante analisi con Western Blot dell’espressione di pAKT e di p-cKit su 5 casi. Confrontando le metastasi epatiche con le metastasi polmonari il livello di fosforilazione di 4 protein-chinasi è risultato alterato solo nelle metastasi epatiche: più precisamente la fosforilazione di Pyk2 (Y402) e VEGFR (Y996) è aumentata, mentre quella di PKCzeta/lambda (T403/410) e BAD (S136) è diminuita nelle metastasi epatiche rispetto alle metastasi polmonari ed al tumore primitivo (p < 0.05). Conclusioni: Questi risultati ci hanno portato alle seguenti considerazioni: 1- Esiste un pathway intracellulare iperattivato sia nelle metastasi epatiche che polmonari, rispetto al tumore primitivo, rappresentato dalla via mediata da PI3K-AKT 2- La sovraespressione di VEGFR2 (Y996) e Pyk2 (Y402) nelle metastasi epatiche ha permesso di delineare un secondo profilo fosfoproteomico specifico delle metastasi epatiche. Questi risultati hanno inoltre evidenziato nuovi possibili bersagli terapeutici per una terapia personalizzata con inibitori delle protein chinasi: un inibitore di PI3K-AKT assieme ad un inibitore di PDGFRb e c-Kit (Imatinib mesilato) per inibire il profilo fosfoproteomico comune alle metastasi epatiche e polmonari; un inibitore della via Pyk2-FAK (PF-562,271-01 Pfizer, Groton, Conn) per inibire il profilo fosfoproteomico tipico delle metastasi epatiche.

Cholangiocarcinoma, which arises from intrahepatic or extrahepatic bile ducts, is a relatively uncommon malignant neoplasm; however, incidence is increasing world wide. This disease is reported to occur more frequently in Japan than in Western countries with approximately 16,000 deaths per year from biliary tract cancer in Japan. Cholangiocarcinoma has commonly been classified into 3 broad categories based on tumor location: intrahepatic, hilar, or distal. Hilar cholangiocarcinoma (Klatskin tumor) is an uncommon neoplasm arising from the biliary confluence or the right or left hepatic ducts. About 3000 cases of extrahepatic cholangiocarcinoma are diagnosed annually in the United States. Treatment for hilar cholangiocarcinoma has remained challenging because of the lack of effective adjuvant treatment. In addition, the ability to achieve complete resection is often limited by the locally advanced nature of the tumor at presentation. Because neither chemotherapy nor radiotherapy is completely effective for cholangiocarcinoma, surgical resection continues to represent the only potentially cura- tive therapy for these patients. Many investigators to date have advocated aggressive surgical approaches. Unlike intrahepatic or distal cholangiocarcinoma, which can be treated with hepatic resection or pancreaticoduodenectomy, respectively, surgical management of hilar cholangiocarcinoma has evolved since its original description. In earlier decades, surgical management was primarily palliative with generally poor outcomes. Early reports of resection of hilar cholangiocarcinoma typically involved resection of the biliary tree with hepaticojejunostomy. In the last 20 years, after Blumgart e Launois study, surgical management of hilar cholangiocarcinoma has evolved due to improvements in preoperative imaging and an enhanced appreciation of tumor growth characteristics. This has resulted in the recognition that liver resection is necessary to manage both direct hepatic invasion and the longitudinal intraductal extension that typically characterize hilar cholangiocarcinoma. The aim of this retrospective study was to identify useful prognostic factors for patients with hilar cholangiocarcinoma treated with enlarged liver resection by assessing clinical outcomes of cases treated at a single institution.
Il colangiocarcinoma ilare è un tumore raro (meno del 2% di tutte le neoplasie maligne) ed è, in ordine di frequenza, il secondo tumore epatico primitivo. Negli USA, ogni anno in 1 persona su 100.000 insorge questo tumore prevalentemente nella VII decade di vita (range: 50-70 anni) con una lieve prevalenza nel sesso maschile (48% nel sesso maschile vs. 37% in quello femminile secondo uno studio statunitense). L'unica terapia per il colangiocarcinoma è la resezione chirurgica completa con margini di resezione istologicamente negativi. Purtroppo solo pochi pazienti sono operabili per cui è auspicabile un rapido invio ad una equipe chirurgica specialistica. Prima di eseguire qualsiasi tipo di intervento tutti i pazienti dovrebbero essere accuratamente valutati per la resezione poiché¨ la flogosi o una infezione associata al posizionamento di uno stent rendono spesso più difficile tale valutazione. Il tipo e l'estensione dell'intervento dipendono dalla sede del tumore all'interno del fegato o del tratto biliare. I miglioramenti tecnici nella chirurgia epato-biliare hanno aumentato la possibilità  di una resezione curativa in un sottoinsieme di questi pazienti. Il problema principale del trattamento curativo è la precocità  della diagnosi poiché un'alta percentuale di tumori si presenta ad uno stadio non più resecabile; anche in pazienti sottoposti ad esplorazione chirurgica ad intento curativo, nel 46,8-100% dei casi viene identificato intra-operatoriamente un tumore in stadio avanzato. I primi Reports in letteratura riguardanti il trattamento chirurgico del colangiocarcinoma riportavano la resezione limitata dell'albero biliare principale (VBP) con successivo confezionamento di una anastomosi bilio-digestiva sui dotti intraepatici. Blumgart e Launois, per primi hanno proposto di passare a resezioni allargate e regolate nel caso del IC, nonché di aggiungere delle demolizioni parenchimali nel tumore di Klatskin suscitando pareri contrapposti nella comunità  scientifica. Il progresso tecnico e tecnologico, cui si è assistito negli ultimi 20 anni nell'ambito della chirurgia epatica ha permesso sicuramente di attuare un approccio metodologico più aggressivo al trattamento del colangiocarcinoma ilare: è stata aggiunta la resezione parziale di quei segmenti epatici adiacenti alla confluenza biliare prima, passando alla resezione del I segmento dopo, al fine di ottenere margini di sezione liberi da malattia, nel sospetto di una crescita endocanalicolare della neoplasia biliare. Il nostro lavoro osservazionale e retrospettivo include un periodo relativamente lungo di pazienti trattati per Tumore di Klatskin con resezione epatica più o meno associata a resezione della VBP: tale studio mira a esaminare i risultati del trattamento chirurgico associato o meno a terapia adiuvante al fine di standardizzare i criteri di centro nel trattamento del colangiocarcinoma ilare ed evidenziare dei fattori prognostici di sopravvivenza.

Introduction Intraoperative blood transfusions are associated with adverse liver transplantation outcomes and lower patient survival rates. Standard recommendations and guidelines on blood transfusions in liver transplantation are lacking, and a large part of the literature tried to identify risk factors of intraoperative bleeding and blood loss. In the present study a retrospective analysis of the factors correlated to blood loss and transfusion requirements during liver transplanation was performed. Materials and Methods Pre, intra and post operative recipient variables and donor data were reviewed in relation to intraoperative blood loss and blood transfusions in 227 liver transplantations performed between 2005-2009 at Karolinska University Hospital, Huddinge, Stockholm in adult patients. Results A major indication for liver transplantation was cirrhosis (35%), followed by tumours (27%) and cholestatic diseases (15%). Transplants for Familial Amyloid Polineuropathy were performed in 13% of cases. There was no difference over the years in relation to intraoperative blood loss and the need for blood transfusions. The percentage of liver transplants performed with cava preservation (piggyback technique) increased significantly over the years. Parallel to this, the use of intraoperative veno-venous bypass has been progressively reduced over time. None of these variables is clearly correlated to intraoperative bleeding and transfusion requirements. Warm Ischemia Time (overall median 55 ± 44 minutes; range 20-605 minutes, n=200) showed a significant decrease over time. A significant reduction of post-transplant diabetes mellitus and postoperative Red Blood Cells (RBC) unit transfusions was observed. In univariate analysis a shorter waiting list time, the Child-Pugh score, the MELD (Model for End Stage Liver Disease) score, the duration of surgery, the Cold Ischemia Time (CIT), lower preoperative haemoglobin value, lower preoperative platelets count, higher preoperative INR value, higher preoperative bilirubin level, higher preoperative urea and creatinine value and lower preoperative albumin levels are correlated to intraoperative blood loss and blood transfusions. Intraoperative bleeding and RBC/Plasma transfusions are associated with longer stays in the intensive care unit (ICU) and longer post-transplant hospitalization, the need for post-transplant transfusions and episodes of post-transplant gastrointestinal bleeding. Intraoperative blood loss and transfusions are correlated to platelets transfusions at 24 hours and during the first month post-transplant. In the multivariate analysis only cold ischemia time, low preoperative haemoglobin level, low preoperative platelets count, low preoperative albumin, high preoperative INR value and preoperative creatinine are correlated to intraoperative bleeding and transfusion requirements. Child-Pugh score and MELD score are not predictive factors of intraoperative bleeding and transfusions. Anamnesis of previous bleeding and pre-transplant hospitalization are good predictors of higher intraoperative blood loss and of the need for blood product transfusions. No correlation was found between previous abdominal surgery and intraoperative bleeding. Among pre-transplant patients’ characteristics only the presence of hepatorenal syndrome is associated with intraoperative blood loss and transfusion requirements. Patients with intraoperative bleeding of more than 5 litres have a survival rate of 70% at 7 years post-transplant, whilst patients with a intraoperative bleeding inferior to 5 litres have a survival rate of 84% (p<0,05). Patients transfused with more than 12 Red Blood Cells Units have a survival rate of 67% at 7 years post-transplant, whilst patients receiving an amount of less than 12 Red Blood Cells Units have a survival rate of 81% (p<0,05). Conclusions Low preoperative haemoglobin value is the strongest predictor of intraoperative blood loss and transfusions. Anamnesis of previous bleeding, hepatorenal syndrome, pre-transplant hospitalization, cold ischemia time, low preoperative platelets count, high preoperative INR value, preoperative bilirubin, creatinine and albumin are good predictors of intraoperative bleeding and transfusions. Only intraoperative bleeding has an impact on patient survival and a cut-off level of intraoperative bleeding of 5 litres and 12 RBC units transfusions was shown to have an impact on patients’ survival. As a result of the study local recommendations for blood transfusions in liver transplantation at Karolinska University Hospital will be discussed.
Introduzione Trasfusioni intraoperatorie di derivati del sangue sono associate ad un peggiore esito del trapianto epatico e a una ridotta sopravvivenza dei pazienti. In assenza di raccomandazioni standard e di linee guida riguardanti le trasfusioni di derivati del sangue in corso di trapianto epatico, una gran parte della letteratura ha cercato di identificare i fattori di rischio di perdite ematiche e sanguinamento intraoperatorio. Nel presente studio è stata eseguita una analisi retrospettiva dei fattori correlati al sanguinamento intraoperatorio e alla richiesta transfusionale in corso di trapianto epatico. Materiali e Metodi Variabili pre, intra e post operatorie relative al ricevente e variabili relative al donatore sono state raccolte e analizzate in relazione alle perdite ematiche intraoperatorie e alle trasfusioni di derivati del sangue in 227 trapianti epatici eseguiti tra il 2005 e il 2009 in pazienti adulti presso l’Ospedale Universitario Karolinska, Huddinge, Stoccolma. Risultati La principale indicazione per il trapianto epatico è stata la cirrosi epatica (35%), seguita dai tumori (27%) e dalle patologie colestatiche (15%). I trapianti a causa della Polineuropatia Familiare Amiloidotica (FAP) sono stati eseguiti nel 13% dei casi. Non sono state osservate differenze in relazione alle perdite ematiche intraoperatorie e alla necessità di trasfusioni ematiche. La percentuale dei trapianti epatici eseguiti con la tecnica di preservazione cavale (tecnica piggyback) è aumentata significativamente nel corso degli anni. Di riflesso, l’utilizzo del by-pass venoso intraoperatorio si è progressivamente ridotto nel tempo. Nessuna di queste variabili è tuttavia correlata all’entità delle perdite ematiche intraoperatorie né alle necessità trasfusionali. Il tempo di ischemia calda (WIT) (mediana, complessiva, 55 ± 44 minuti; intervallo 20-605 minuti, n=200) ha registrato una significativa riduzione nel tempo. Una significativa riduzione è stata inoltre identificata nella diagnosi di diabete mellito post-trapianto e nella trasfusione di emazie concentrate nel post-operatorio. Nell’analisi univariata sono stati trovati essere correlati all’entità delle perdite ematiche intraoperatorie e delle trasfusioni ematiche un ridotto tempo di attesa in lista per il trapianto epatico, il punteggio Child-Pugh, il punteggio MELD (Model for End Stage Liver Disease), la durata dell’ intervento chirurgico, il tempo di ischemia fredda (CIT), un ridotto livello pre-operatorio di emoglobina, una ridotta conta piastrinica preoperatoria, un livello preoperatorio di INR più alto, un valore preoperatorio di bilirubina più alto, un maggiore valore preoperatorio di urea e creatinina e un ridotto valore preoperatorio di albumina. Le perdite ematiche intraoperatorie e le trasfusioni di emazie concentrate e di plasma sono associate ad un prolungato ricovero post-operatorio in rianimazione e ad una più prolungata ospedalizzazione post-trapianto, alla necessità di trasfusioni ematiche post-operatorie e ad episodi di sanguinamento del tratto gastrointestinale. Le perdite ematiche intraoperatorie e le necessità trasfusionali sono correlate alla trasfusione post-operatoria di concentrati piastrinici nelle 24 ore e durante i primi 30 giorni post-trapianto. Nell’analisi multivariata, solo il tempo di ischemia fredda, un basso livello preoperatorio di emoglobina, una ridotta conta piastrinica preoperatoria, un basso livello preoperatorio di albumina, un elevato INR e un alto valore preoperatorio di creatinina sono correlati alle perdite ematiche intraoperatorie e alle necessità trasfusionali. I punteggi di Child-Pugh e MELD non sono fattori predittivi di sanguinamento intraoperatorio e delle trasfusioni intraoperatorie. Un’anamnesi positiva per un precedente sanguinamento, come pure l’ospedalizzazione pre-trapianto, sono buoni fattori predittivi di maggiori perdite ematiche e della conseguente necessità di trasfusioni ematiche intraoperatorie. Nessuna correlazione è stata trovata tra pregressa chirurgia addominale e perdite ematiche intraoperatorie. Tra le caratteristiche pre-operatorie dei riceventi, solo la presenza di sindrome epatorenale è associata al sanguinamento intraoperatorio e alla necessità di trasfusioni ematiche. Pazienti con un sanguinamento intraoperatorio maggiore di 5 litri hanno una sopravvivenza del 70% a 7 anni post-trapianto, mentre pazienti con un sanguinamento inferiore ai 5 litri hanno una sopravvivenza dell’84%. Pazienti trasfusi con più di 12 unità di emazie concentrate hanno una sopravvivenza del 67% a 7 anni dal trapianto, mentre pazienti che siano stati trasfusi con meno di 12 unità di emazie concentrate hanno una sopravvivenza dell’81%. Conclusioni Un basso valore di emoglobina pre-trapianto è il fattore predittivo più forte del sanguinamento intraoperatorio e della necessità di trasfusioni ematiche intraoperatorie. Un’anamnesi di pregressi episodi di sanguinamento, sindrome epatorenale, ospedalizzazione pretrapianto, il tempo di ischemia fredda, una ridotta conta piastrinica preoperatoria, un elevato valore di INR preoperatorio come pure alti livelli di bilirubina, creatinina e urea e bassi valori di albumina sono buoni fattori predittivi delle perdite ematiche intraoperatorie e della necessità di trasfusioni ematiche intraoperatorie. Solo le perdite ematiche intraoperatorie hanno un impatto sulla sopravvivenza dei pazienti e un limite di 5 litri e 12 unità di emazie concentrate transfuse ha dimostrato di avere un impatto sulla sopravvivenza dei pazienti. Come risultato dello studio, all’ Ospedale Universitario Karolinska saranno discusse linee guida locali riguardanti le trasfusioni ematiche in corso di trapianto epatico.

Background At present the only prognostic system routinely employed for the management of gastric cancer patients is the TNM staging classification, that identifies broad risk categories with a significant prognostic variability within each stage, which makes TNM a suboptimal predictive tool on the single patient basis. Only 10-20% of patients with liver metastases from colorectal cancer is resectable with radical intent and 60-70% will develop a relapse despite apparently curative surgery. Both these classes of patients therefore would benefit from additional treatments after surgery such as adjuvant chemotherapy. We need new prognostic factors that can identify patients at high risk to be submitted to treatment. Aim of the study To study circulating tumor cells by gene profiling the peripheral blood in order to identify prognostic biomarkers that add independent prognostic power to the conventional staging systems. This might allow for a better stratification of patients’ risk and thus a better therapeutic management of gastric cancer and metastatic colorectal cancer patients, especially in the adjuvant setting. Patients, materials and methods 70 patients, affected with gastric adenocarcinoma at different TNM stages of disease who underwent radical surgery and 50 patients undergoing liver resection for metastases from colorectal cancer (stage IV) were enrolled in the study. Immediately before surgery, a sample of peripheral blood was withdrawn from each patient. For each sample, RNA was extracted and utilized for quantitative real time PCR evaluation of the expression of the following genes: CK19, CEA, VEGF, and Survivin for gastric cancer patients; CK19, CK20, CEA, VEGF, EGFR, CD133 and Survivin for colorectal liver metastases patients. Univariate and multivariate survival analysis was performed to investigate on the prognostic role of these biomarkers. Results After stepwise variable selection, Cox multivariate analysis of survival showed a significant association between overall survival and both TNM stage ad Survivin gene expression levels in peripheral blood of gastric cancer patients, while multivariate analysis confirmed the statistically significant association between both the radical resection and the transcriptional levels of CD133 and overall survival in colorectal liver metastases patients. In addition, Survivin transcriptional levels were higher in patients with gastric cancer as compared to the calibrator reference (obtained from the peripheral blood of healthy donors) in 98.6% of cases; analogously, CK19 was upregulated in 97.1% of cases. These findings support the hypothesis that the peripheral blood gene profile might be utilized also as a diagnostic marker in gastric cancer. Concluding remarks The positive findings of this pilot study are the basis for larger prospective studies in larger groups of gastric cancer and colorectal liver metastases patients, aimed to validate the prognostic power of Survivin and CD33 expression in peripheral blood of these two groups, respectively. Moreover it would be interesting to further explore also the potential diagnostic value of the peripheral blood gene profile in gastric cancer.
Presupposti dello studio Attualmente l'unico sistema prognostico utilizzato in clinica per i pazienti con cancro gastrico è la stadiazione TNM, che crea classi di rischio con prognosi significativamente diversa, ma con un’alta variabilità del rischio all’interno delle singole classi, risultando così uno strumento prognostico non ottimale a livello di singolo paziente. Solo il 10-20% dei pazienti con metastasi epatiche da carcinoma del colon-retto (CRC) risulta resecabile con intento radicale e di questi il 60-70% svilupperà una recidiva nonostante l’intervento potenzialmente curativo. Entrambe queste classi di pazienti necessitano di trattamenti aggiuntivi alla chirurgia come la chemioterapia adiuvante. Sono quindi necessari fattori prognostici nuovi, che permettano di individuare i pazienti ad alto rischio da indirizzare alla terapia. Scopo dello studio Studiare le cellule tumorali circolanti, attraverso il profilo di espressione genica nel sangue periferico, per individuare fattori prognostici indipendenti, in modo da rendere migliore la stratificazione del rischio e di conseguenza la cura dei pazienti con adenocarcinoma gastrico e con metastasi epatiche da carcinoma del colon-retto, con particolare riguardo alla selezione dei pazienti da trattare con terapia adiuvante. Pazienti, materiali e metodi Nello studio sono stati inclusi 70 pazienti con adenocarcinoma gastrico in diverso stadio TNM sottoposti a gastrectomia con intento radicale e 50 pazienti con metastasi epatiche da CRC sottoposti a chirurgia. Prima dell’intervento chirurgico, a ogni paziente è stato eseguito un prelievo di sangue venoso periferico, se ne è estratto l’RNA totale ed il corrispondente cDNA è stato utilizzato per l’analisi di espressione genica mediante PCR quantitativa. Per i pazienti con carcinoma gastrico sono stati valutati i geni CK19, CEA, VEGF, Survivin; per i pazienti con metastasi epatiche da CRC sono stati valutati i geni CK19, CK20, CEA, VEGF, EGFR, CD133 e Survivin. Per valutare il ruolo prognostico di ogni marcatore sono state effettuate le analisi di sopravvivenza uni- e multivariata. Risultati All’analisi multivariata secondo Cox della sopravvivenza globale, dopo selezione stepwise, sono risultati fattori prognostici indipendenti per i pazienti con cancro gastrico la stadiazione TNM e l’espressione del gene codificante per Survivin, mentre per i pazienti con CRC metastatico sono risultati fattori prognostici indipendenti la radicalità dell’intervento e l’espressione di CD133 nel sangue periferico. Inoltre Survivin era maggiormente espressa nei pazienti con carcinoma gastrico rispetto al calibratore (ottenuto dal sangue di donatori sani) nel 98.6% dei casi; analogamente CK19 era maggiormente espressa nel 97.1% dei casi. Questi dati supportano la possibilità dell’utilizzo dell’espressione genica nel sangue periferico anche come marcatore diagnostico del carcinoma gastrico. Conclusioni I risultati positivi di queste analisi costituiscono la base per la conduzione di più ampi studi prospettici nelle due patologie considerate, al fine di poter validare il valore prognostico dell’espressione di Survivin e CD133 nel sangue periferico dei pazienti rispettivamente con carcinoma gastrico e con CRC metastatico. Sarebbe inoltre di sicuro interesse confermare il significato diagnostico del profilo genico del sangue periferico nel cancro gastrico.

During the last two decades, many surgical procedures have been evolved from traditional open surgery to less invasive or minimally invasive surgery. This limited invasiveness has motivated the development of robotic assistance platforms used during the surgical intervention to obtain better surgical outcomes. Nowadays, the da Vinci robotic system is the commercial robotic platform mostly used for modern minimally invasive surgical applications. Even in the field of minimally invasive hepatic surgery the Da Vinci Platform has been used, but not widely as in other organs such as prostate or lower rectum. The reason of this low spread needs to be researched in many factors. One of the most important is the difficulty in bleeding control during hepatic robotic surgery. Bleeding from parenchyma transection during a robotic hepatic surgery in fact remains one of the most critical point affecting the low spread of hepatic robotic surgery and also affecting the postoperative recovery and long-term survival. In order to solve this problem various robotic devices with different types of energies have been proposed; however, each of these commercially available robotic tools lack in steerability, efficacy, or accuracy. The aim of this work was to “de-novo” project and evaluate the feasibility and performance of a new steerable microwave resection device (SMRD) intended for minimizing intraoperative blood loss during robotic liver resections. The new device operating at 2.45 GHz has been designed to accommodate the engineering constraints derived from its use for robotic surgery, in which a steerable head is required and the internal cooling of forced gas or water is undesirable. The device project, design, analysis, and optimization were addressed using the most advanced commercial electromagnetic and thermal solvers to achieve the best results. To experimentally validate the results of the numerical analysis, many ablations were performed on freshly explanted bovine liver by using a single device prototype with three levels of energy supplied to the tissue. During the ablation procedures, the time, temperature, and shape of the thermal lesion were recorded using thermocouples and an infrared thermos-camera. Ex vivo tests showed good agreement with the numerical simulations, demonstrating the validity of the simplifications adopted to deal with the complex phenomena involved in the extreme hyperthermia of a living tissue. The high performance, thermal reliability, and robustness of the developed device were also demonstrated along with the possibility of reducing operation time and blood loss. In this work, the da Vinci Research Kit (dVRK), namely the research version of the commercial da Vinci robotic platform, was used to manipulate the novel microwave device in a teleoperation scenario. The dVRK provides an open source hardware/software platform, so that the novel microwave tool, dedicated to hepatic prevention bleeding during hepatic resection surgery, was mechanically integrated on the slave side, while consistently the software interface was adapted in order to correctly control tool pose. Tool integration and control were validated through in-vitro and ex-vivo tests, meanwhile the coagulative efficacy of the developed tool in a perfused liver model has been proved during in-vivo test session. In conclusion, an innovative microwave (MW) tool for liver robotic resection has been realized and integrated into a commercially available surgical robot. The tool can be easily operated through the dVRK master console without limiting the intuitive and friendly use, and thus easily reaching the hemostasis of liver vessels.

Background Obese subjects are at high risk of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) and diabetes (T2D) due to insulin resistance (IR). Since high glucose levels are as toxic as lipids for hepatic metabolism, we hypothesize that altered response to oral glucose tolerance test (OGTT) is associated to more severe NAFLD with significant/advanced liver damage. Methods and Results We studied 90 subjects with morbid obesity (73F/17M, BMI=43.2±5,9Kg/m2) undergoing bariatric surgery and intraoperative liver biopsy, and measured HbA1c, HOMA-IR (fasting Glucose x Insulin/22.5), OGTT glucose and insulin profile, and calculated OGIS (muscle insulin sensitivity), hepatic-IR (glucose[AUC0-30] x insulin[AUC0-30]) during OGTT, insulin response as (insulin[dAUC0-120] /glucose[dAUC0-120] or Insulinogenic Index (IGI= (I30-I0)/(G30-G0)). Patients were divided in 3 groups according to liver biopsy: A (no-NAFLD, 23%), B (simple steatosis (SS), 53%) and C (NASH, 24%) with similar age, gender and BMI. Diabetes was 0% in no-NAFLD, 13% in SS, 35% in NASH. During OGTT, OGIS decreased from A to C (422 vs 360 vs 338, p<0.01). Increased insulin concentrations, HbA1c, HOMA-IR and OGIS, not Hep-IR, were strongly associated to hepatic steatosis (p0.03, p0.0001 and p0.01 respectively) Hepatic fibrosis stage was mild as most of the patients had fibrosis grade-1 (69% vs. 8% no fibrosis) and associated to fasting insulin, HbA1c and HOMA-IR. Total insulin response was similar in the 3 groups, while IGI was strongly associated to steatosis (r=0.48, p<0.0001), but not to fibrosis. Conclusions: in morbid obesity OGTT-indexes of IR, and not of insulin response, are markers of histological severity of liver disease
Purpose: in morbid obesity nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) is endemic. Aim of this study is to evaluate the diagnostic accuracy of the most common noninvasive methods for identify NAFLD and fibrosis in a cohort of morbid obese population. Methods 90 morbid obese patients undergoing bariatric surgery (BS) and intraoperative liver biopsy were evaluated preoperatively with Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance (HOMA-IR) and serum biomarkers for steatosis and fibrosis and liver stiffness measurement (LSM) using acoustic radiation force impulse (ARFI) elastography. All non diabetic patient (n=77) underwent OGTT and calculation of Oral Glucose Insulin Sensitivity index (OGIS). Results: In the entire cohort prevalence of NAFLD was 77%, NASH 24%, moderate/severe steatosis 50% and significant fibrosis 14%. New cutoffs were evaluated for all steatosis score assessed in this population. In all patients with moderate/severe steatosis HOMA IR was significantly greater than 3.5. ALT, GGT, Triglycerides, HOMA IR and ARFI increased with fibrosis grade (p0.03, p 0.008, p 0.04, p 0.05 respectively) and AST to Platelet ratio (APRI) was the only noninvasive fibrosis score significantly increased in significant fibrosis (p 0.04). A combination of 1/OGIS and VAI was able to discriminate NASH from simple steatosis (NAFL) (p 0.02). Conclusions: In morbid obese subjects, we calculated new cutoffs of the most common steatosis indexes and found that a score based on insulin resistance (1/OGIS) and abdominal obesity (VAI) could represent a way to identify morbid obese subjects at risk of NASH.