Was bedeutet in vivo und in vitro?

Wenn Sie medizinische Studien gelesen haben, haben Sie wahrscheinlich gesehen, dass einige "in vivo" und andere "in vitro" sind. Was sind die Definitionen und Unterschiede dieser Begriffe und warum sind sie wichtig für das Verständnis der medizinischen Forschung?

Überblick

Definition: In vivo
Der Begriff in vivo bezieht sich auf einen medizinischen Test, ein Experiment oder ein Verfahren, das an (oder in) einem lebenden Organismus wie einem Labortier oder einem Menschen durchgeführt wird. 
Definition: In vitro
Der Begriff in vitro bezieht sich im Gegensatz zu in vivo auf eine medizinische Studie oder ein medizinisches Experiment, das im Labor innerhalb eines Reagenzglases oder einer Laborschale durchgeführt wird.

Ähnlichkeiten

Klinische Studien oder medizinische Studien können entweder in vivo oder in vitro durchgeführt werden. Diese Ansätze sind insofern ähnlich, als sie beide durchgeführt werden, um Fortschritte in unserem Wissen und unserer Behandlung von Krankheiten und Beschwerden zu erzielen sowie "Wohlbefinden" und normale Körperfunktionen zu verstehen

Unterschiede

Obwohl es Ähnlichkeiten zwischen in vivo und in vitro Studien gibt und beide wichtig sind, um den menschlichen Körper zu verstehen, gibt es viele wichtige Unterschiede in der Art und Weise, wie diese Studien durchgeführt werden, wie sie interpretiert werden können und in der praktischen Anwendung etwaiger Entdeckungen gemacht.

In Vitro Medical Studies

Medizinische Studien (z. B. die Fähigkeit eines Arzneimittels zur Behandlung von Krebs) sind häufigzuerst in vitro durchgeführt - entweder in einem Reagenzglas oder in einer Laborschale. Ein Beispiel wäre das Züchten von Krebszellen in einer Schale außerhalb des Körpers. Hierzu können verschiedene Medien verwendet werden, mit denen die Forscher diese Zellen unabhängig vom Körper züchten können.
Studien werden in der Regel aus ethischen Gründen zunächst in vitro durchgeführt. In-vitro-Studien ermöglichen die sichere Untersuchung einer Substanz, da Menschen oder Tiere nicht den möglichen Nebenwirkungen oder der Toxizität eines neuen Arzneimittels ausgesetzt sind. Auf diese Weise können die Forscher so viel wie möglich über ein Medikament lernen, bevor sie den Menschen diesen potenziellen Auswirkungen aussetzen. Wenn ein Chemotherapeutikum beispielsweise nicht bei Krebszellen wirkt, die in einer Schale gezüchtet werden, wäre es unethisch, wenn der Mensch das Medikament verwendet und das Risiko einer möglichen Toxizität eingeht.
In-vitro-Studien sind insofern wichtig, als sie eine schnellere Entwicklung neuer Therapien ermöglichen. Viele Medikamente können gleichzeitig untersucht werden (und sie können in einer großen Anzahl von Zellproben untersucht werden), und nur diejenigen, die als wirksam erscheinen, werden untersucht Humanstudien.
Das Fehlen einer Biokinetik in der medizinischen Terminologie ist einer der wesentlichen Nachteile von In-vitro-Studien. Mangelnde Biokinetik und andere schwerwiegende Faktoren können es sehr schwierig machen, die Ergebnisse auf das zu extrapolieren, was bei der Verwendung des Arzneimittels in vivo zu erwarten ist.

In vivo klinische Studien

Im Gegensatz zu In-vitro-Studien sind In-vivo-Studien erforderlich, um festzustellen, wie der Körper insgesamt auf eine bestimmte Substanz reagiert. In einigen Fällen sind In-vitro-Studien eines Arzneimittels vielversprechend, aber nachfolgende In-vivo-Studien zeigen keine Wirksamkeit (oder stellen andererseits fest, dass ein Arzneimittel nicht sicher ist), wenn es im Rahmen der verschiedenen Stoffwechselprozesse verwendet wird, die fortlaufend stattfinden im Körper.
Ein Beispiel dafür, wie In-vivo-Studien zur Beurteilung von Arzneimitteln erforderlich sind, betrifft die Arzneimittelaufnahme im Körper. Ein neues Medikament scheint in einer Schale zu wirken, aber nicht im menschlichen Körper. Es könnte sein, dass das Medikament nicht resorbiert wird, wenn es durch den Magen gelangt, so dass es nur geringe Auswirkungen auf den Menschen hat. In anderen Fällen, zum Beispiel selbst wenn ein Medikament intravenös verabreicht wird, kann es sein, dass ein Medikament durch eine beliebige Anzahl von Reaktionen, die kontinuierlich auftreten, vom Körper abgebaut wird, und daher wäre das Medikament bei direkter Anwendung beim Menschen nicht wirksam.
Es ist wichtig zu beachten, dass häufig In-vivo-Studien zuerst an nicht-menschlichen Tieren wie Mäusen durchgeführt werden. Diese Studien bieten Forschern die Möglichkeit zu sehen, wie ein Medikament bei anderen körperlichen Prozessen wirkt. Mäuse und Menschen haben jedoch wichtige Unterschiede. Manchmal ist ein Medikament, das bei Mäusen wirksam ist, beim Menschen nicht wirksam (und umgekehrt), da es inhärente Unterschiede in der Art gibt. 

Ein Wort von Verywell

Wenn Sie sich Studien ansehen, die zur Bewertung von Krebsbehandlungen oder anderen Behandlungen durchgeführt wurden, ist die Überprüfung, um welche Art von Studie es sich handelt (in vivo vs. in vitro), ein wichtiger erster Schritt. In-vitro-Studien sind äußerst wichtig und bilden die Grundlage für die weitere Forschung. Viele dieser Studien weisen jedoch auf interessante Ergebnisse hin, die Sie als Individuum jedoch für längere Zeit nicht beeinträchtigen werden. Im Gegensatz dazu untersuchen In-vivo-Studien die tatsächlichen Auswirkungen auf einen Organismus, sei es ein Labortier oder ein Mensch. Es kann einige Zeit dauern - wenn es sich bei der Studie um eine Tierstudie handelt -, bis das Medikament oder der Eingriff beim Menschen untersucht wird, aber es ist ein Schritt näher an der tatsächlichen Anwendung.
Beispiele: Neue Chemotherapeutika gegen Lungenkrebs werden in der Regel in vitro untersucht, bevor sie in vivo in klinischen Studien am Menschen untersucht werden.