Afin de reproduire la pathologie de l'encéphalopathie hépatique, nous utilisons à la fois des modèles in vitro et in vivo.
Les astrocytes sont des cellules gliales très abondantes dans le cerveau. Il existe des lignées d’astrocytes, mais celles-ci sont généralement dérivées de cellules cancéreuses, pouvant ne pas refléter la situation non-pathogénique. Nous utilisons plutôt des cellules primaires, que nous isolons de cerveaux de rats. En les mettant en culture, nous pouvons étudier l’effet d’un facteur pathogénétique.
Les cellules endothéliales sont les cellules qui forment la paroi des vaisseaux sanguins. La barrière hémato-encéphalique étant une structure cruciale pour la santé du cerveau, nous utilisons des cellules endothéliales primaires de rat afin d’étudier les rôles particuliers de ce type de cellule.
Astrocytes marqués avec anti-GFAP (Glial fibrillary acidic protein; protéine spécifique des astrocytes).
Cellules endothéliale du cerveau marquées avec anti-ZO-1 (Zona-occludens-1; protéine spécifique de la BHE).
Au cours du temps, plusieurs modèles animaux ont été développés. Parmi ceux-ci, nous travaillons surtout avec deux modèles chirurgicaux chez le rat qui récapitulent de nombreuses caractéristiques de la maladie chronique de foie.
La ligature des voies biliaires est une opération provoquant la destruction du foie, ce qui équivaut à une cirrhose biliaire. Normalement, le foie synthétise et excrète la bile via le conduit biliaire dans l'intestin grêle. Cependant, la chirurgie de ligature des voies biliaires bloque cette excrétion. L'accumulation de la bile dans le foie détruit le foie, la bile étant toxique. Ainsi, le modèle de ligature des voies biliaires provoque une fibrose hépatique qui évolue vers la cirrhose. Les animaux développent une hyperammonémie, une jaunisse, une ascite, un œdème cérébral, une hypertension portale, un dysfonctionnement du système immunitaire et l'EH minimale. Ces modèles développent des difficultés motrices et de mémoire.
L'anastomose portocave est un acte chirurgical par lequel on dévie la circulation systémique hors du foie. Par ce modèle, on imite la création d'une circulation collatérale lors d'une cirrhose. Le sang provenant des intestins entre par le foie via la veine porte, est détoxifié et ressort par les veines hépatiques afin d'alimenter l'ensemble des organes. Afin de soustraire l'apport du foie de la circulation, on ligature la veine porte et la suture à la veine porte inférieure.
Ce modèle a été validé comme étant similaire à l'encéphalopathie hépatique, ayant des anormalités de comportement. On y diagnostique une hyperammoniémie. Toutefois, on n'y détecte pas d'oedème cérébral ou de cellules Alzheimer de type 2.
Il implique une dévascularisation hépatique en détournant et en arrêtant la circulation du foie ou par une hépatectomie totale, l'élimination complète du foie.
Des substances hépatotoxiques telles que des toxines ou des médicaments sont utilisées pour produire une insuffisance hépatique aiguë. Exemples : thioacetamide (TAA), acétaminophène (APAP).