Les origines étymologiques de in vivo et in vitro viennent du latin, in vivo décrit quelque chose dans un organisme vivant tandis que in vitro décrit quelque chose dans du verre comme un tube à essai ou une boîte de Pétri. Une étude in vivo implique des organismes vivants tels que des animaux ou des plantes. Les expériences in vitro font référence à des travaux effectués avec des cellules, des tissus ou d'autres composants biologiques qui ont été retirés de l'organisme vivant d'intérêt. Si les méthodes in vivo et in vitro sont toutes deux essentielles à la recherche biologique, elles présentent leurs propres avantages et défis (1).

Avant qu’un médicament expérimental soit étudié in vivo, il est important que son mécanisme d’action et sa complexité soient soigneusement évalués par des modèles in vitro. Les modèles in vitro constituent un point de départ permettant aux chercheurs de mieux comprendre comment les cellules réagissent à un nouveau médicament dans un environnement contrôlé et isolé (2).

Systèmes de tests in vitro

Les tests in vitro sont un élément essentiel de la recherche biologique qui permet d’étudier la réponse des cellules humaines, animales ou microbiennes en culture. Un organe sur puce est un dispositif microfluidique tridimensionnel qui combine la culture cellulaire avec l’ingénierie biomédicale pour simuler l’environnement physiologique d’un organe entier in vitro. Cette méthode est devenue une plate-forme prometteuse pour des études avancées sur le développement de médicaments et est actuellement appliquée pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires des maladies du foie, des reins, du cœur, des poumons et du cerveau (3).

Systèmes de tests in vivo

Les tests in vivo jouent un rôle essentiel dans la découverte de médicaments impliquant des tests sur les animaux et des essais cliniques. Avant qu’un candidat médicament ne soit testé sur des sujets humains, il doit être soumis à des tests sur des animaux afin d’évaluer plus en détail sa toxicité, son métabolisme et sa surefficacité. Les modèles animaux vertébrés tels que les primates, les chiens et les lapins sont couramment utilisés pour les études précliniques. Les souris sont les espèces vertébrées les plus utilisées en raison de facteurs tels que la taille, la facilité de manipulation, la reproduction rapide et le faible coût. Les souris partagent également 95 % de leurs gènes avec les humains, ce qui en fait des modèles très attractifs pour l’étude des maladies humaines (4).

Références:

1. Lorian V. Différences entre les études in vitro et in vivo. Agents antimicrobiens Chimother. 1988

2. Gillette JR. Problèmes de corrélation des études in vitro et in vivo du métabolisme des médicaments. Dans : Benet LZ, Levy G., Ferraiolo BL (éd.) Pharmacocinétique. Springer, Boston, Massachusetts. 1984.

3. Miwa T, Kanda M, Umeda S et al. Établissement de modèles de xénogreffes murines de métastases péritonéales et hépatiques à l'aide de lignées cellulaires de cancer gastrique. En Vivo. 2019;33(6):1785-1792.

4. Lee J, Kim S. Kidney-on-a-Chip : Une nouvelle technologie pour prédire l'efficacité des médicaments, les interactions et la néphrotoxicité induite par les médicaments. Curr Drug Metab. 2018;19(7):577-583.