Les articles médicaux destinés au grand public utilisent souvent les termes « in vitro » et « in vivo » pour décrire les études. In vitro est le terme latin pour « dans le verre ». In vivo signifie « dans le vivant » en latin.

Cet article définit ces deux termes et examine leur impact sur la recherche médicale.

Définitions

In vitro signifie « dans le verre » en latin. Il décrit les procédures médicales, les tests et les expériences que les chercheurs réalisent en dehors d’un organisme vivant. Une étude in vitro se déroule dans un environnement contrôlé, tel qu’une éprouvette ou une boîte de Pétri.

In vivo signifie en latin « au sein du vivant ». Il s’agit de tests, d’expériences et de procédures que les chercheurs réalisent dans ou sur un organisme vivant entier, tel qu’une personne, un animal de laboratoire ou une plante.

Exemples

Les chercheurs utilisent des méthodologies in vivo et in vitro pour faire progresser nos connaissances sur les maladies et le corps humain.

Dans les études scientifiques, les chercheurs peuvent tester une hypothèse en utilisant l’une de ces méthodes ou les deux.

In vitro

Les tests in vitro se déroulent dans un laboratoire et consistent généralement à étudier des micro-organismes ou des cellules humaines ou animales en culture. Cette méthodologie permet aux scientifiques d’évaluer divers phénomènes biologiques dans des cellules spécifiques sans les distractions et les variables confusionnelles potentielles présentes dans les organismes entiers.

Les tests in vitro sont une méthodologie de recherche simple. Les chercheurs peuvent effectuer des analyses plus détaillées et examiner les effets biologiques sur un plus grand nombre de sujets in vitro qu’ils ne le feraient dans des essais sur des animaux ou des humains.

Cependant, bien que les boîtes de Pétri et les tubes à essai fournissent des environnements contrôlés pour les tests in vitro, ils ne peuvent pas reproduire les conditions qui règnent à l’intérieur d’un organisme vivant.

Par conséquent, il est nécessaire d’interpréter les données in vitro avec prudence, car ces résultats ne prédisent pas nécessairement la réaction d’un être vivant entier.

Parmi les exemples de tests in vitro, on peut citer les tests pharmaceutiques et les traitements de fertilité.

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Tests pharmaceutiques

Les nouveaux médicaments, également appelés candidats-médicaments, subissent des tests in vitro avant d’entrer dans les essais cliniques.

Au cours d’un test préclinique in vitro, les chercheurs exposent des cellules cibles à un nouveau médicament et surveillent ses effets. Les tests in vitro sont particulièrement utiles pour identifier si un nouveau médicament a ou non des effets toxiques ou cancérigènes.

Dans une étude de 2018, des chercheurs italiens ont utilisé des tests in vitro pour surveiller les effets toxiques des nanoparticules d’oxyde de molybdène, un nouveau traitement anticancéreux prometteur. Les nanoparticules sont des particules de petite taille, ou ultrafines, qui mesurent généralement de 1 à 100 nanomètres.

Les auteurs d’une étude de 2017 ont identifié des options de traitement personnalisé du cancer en utilisant des modèles in vitro.

Dans cette étude, les chercheurs ont prélevé des cellules de deux tumeurs utérines et de deux tumeurs du côlon. Ils ont analysé ces cellules tumorales en utilisant le criblage de médicaments à haut débit, qui combine la biologie, la robotique et le traitement des données pour tester des milliers de composés biologiques différents sur une seule cellule cible.

L’analyse a permis d’identifier des médicaments efficaces et des combinaisons de médicaments spécifiques à chaque échantillon de cellules.

Traitements de la fertilité

La fécondation in vitro (FIV) est un type de traitement de la fertilité où la fécondation a lieu dans un laboratoire, au lieu de se faire dans le corps.

La FIV consiste à extraire un ou plusieurs ovules d’un ovaire et à les placer dans une boîte de Pétri avec du sperme donné. La fécondation se produit généralement dans les 3 à 5 jours.

Un professionnel de la santé peut ensuite implanter les embryons obtenus dans l’utérus.

In vivo

Malgré des résultats précliniques positifs, environ 30 % des candidats médicaments échouent aux essais cliniques sur l’homme en raison d’effets secondaires indésirables. Soixante pour cent supplémentaires ne produisent pas l’effet désiré.

Les tests in vivo, notamment dans le cadre des essais cliniques, constituent un aspect essentiel de la recherche médicale en général. Les études in vivo fournissent des informations précieuses sur les effets d’une substance particulière ou sur l’évolution d’une maladie dans un organisme entier et vivant.

Les principaux types de tests in vivo sont les études sur les animaux et les essais cliniques.

Études sur les animaux

Les chercheurs utilisent les études sur les animaux pour découvrir les mécanismes qui sous-tendent divers processus pathologiques et pour évaluer la sécurité des nouveaux traitements médicaux.

Les études sur les animaux constituent une sorte de moyen terme entre les expériences in vitro et les essais sur l’homme. La plupart des études sur les animaux utilisent des souris ou des rats élevés en laboratoire qui sont presque génétiquement identiques. Ainsi, les chercheurs peuvent surveiller divers effets biologiques au sein d’organismes complexes.

Le fait de tester des sujets génétiquement similaires dans un environnement de laboratoire offre un degré de contrôle qui n’existe pas dans un essai clinique.

Les essais cliniques

Si un médicament candidat semble à la fois sûr et efficace dans les études in vitro et sur les animaux, les chercheurs évalueront ses effets sur l’homme au moyen d’essais cliniques.

Les chercheurs comparent souvent les effets des nouveaux médicaments à ceux d’un placebo.

Nombreux sont ceux qui considèrent les essais contrôlés randomisés (ECR) comme l’étalon-or des tests pharmaceutiques. Tous les ECR doivent comporter une randomisation et un contrôle.

Dans le cas de la randomisation, les chercheurs assignent au hasard les participants au groupe traité ou au groupe placebo.

Dans le cas du contrôle, les chercheurs comparent les résultats du participant qui a reçu le nouveau médicament ou la nouvelle intervention avec ceux d’un participant du groupe témoin. Les participants du groupe témoin reçoivent un autre traitement, comme un placebo ou une forme plus ancienne du nouveau médicament.

Les chercheurs peuvent choisir d’aveugler leur ECR en retenant des informations qui pourraient influencer le participant impliqué dans l’expérience jusqu’à la fin de l’essai.

Un ECR en aveugle peut consister à distribuer le traitement et le placebo dans des capsules identiques afin que les participants ne puissent pas savoir dans quel groupe de traitement ils se trouvent.

L’aveuglement peut également consister à dissimuler des informations aux membres de l’équipe de recherche ainsi qu’aux participants. C’est ce qu’on appelle le double aveuglement.

L’insu permet de réduire les biais ou les erreurs systématiques qui peuvent compromettre la conception d’une étude et la validité de ses résultats.

Résumé

Les études in vitro et in vivo fournissent des informations précieuses pour toutes les étapes de la recherche biomédicale.

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Les chercheurs utilisent souvent des méthodes in vitro pour des investigations fondamentales afin d’examiner les interactions entre les médicaments et les processus pathologiques au niveau cellulaire.

Les études in vivo développent les données des études in vitro en surveillant les réponses biologiques dans les organismes vivants.