In Vivo và In Vitro – Định nghĩa, điểm tương đồng và khác biệt
Nếu bạn đã đọc các nghiên cứu y học, bạn có thể gặp các thuật ngữ “in vivo” và “in vitro”. Vậy định nghĩa và sự khác biệt của hai thuật ngữ này là gì và tại sao chúng quan trọng trong nghiên cứu y học?
Tổng quan
Định nghĩa: In Vivo – Trong cơ thể sống
Thuật ngữ in vivo ám chỉ đến việc thực hiện thử nghiệm y tế, thí nghiệm hoặc các quy trình trên (hoặc trong) một sinh vật sống, ví dụ như một con vật trong phòng thí nghiệm hoặc người.
Định nghĩa: In Vitro – Trong ống nghiệm
Thuật ngữ in vitro, ngược lại với in vivo, ám chỉ đến việc thực hiện nghiên cứu y học hoặc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, trong giới hạn của một ống nghiệm hoặc phòng thí nghiệm.
Điểm tương đồng
Cả các thử nghiệm lâm sàng và nghiên cứu y khoa có thể được thực hiện trong cơ thể hay in vitro. Cả hai phương pháp này đều nhằm nâng cao kiến thức và điều trị bệnh tật, cũng như hiểu biết về “sức khỏe” và các chức năng bình thường của cơ thể.
Sự khác biệt
Mặc dù có các điểm tương đồng giữa nghiên cứu in vivo và in vitro, nhưng có nhiều điểm khác biệt quan trọng về cách thực hiện nghiên cứu này, cách giải thích và ứng dụng thực tế của bất kỳ khám phá nào được thực hiện.
Nghiên cứu in vitro trong y học
Các nghiên cứu y khoa (như nghiên cứu về khả năng điều trị ung thư) thường được tiến hành trước tiên in vitro – tức là trong ống nghiệm hoặc phòng thí nghiệm.
Một ví dụ cụ thể là phát triển các tế bào ung thư trong một môi trường bên ngoài cơ thể. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các phương pháp khác nhau để các nhà nghiên cứu phát triển các tế bào độc lập với cơ thể.
Các nghiên cứu thường được tiến hành trước trong ống nghiệm vì lý do đạo đức. Nghiên cứu in vitro cho phép một chất được nghiên cứu một cách an toàn, vì con người hay động vật sẽ không bị ảnh hưởng phụ hoặc độc tính của một loại thuốc mới. Điều này giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về một loại thuốc trước khi áp dụng nó lên con người và nguy cơ tiềm ẩn về độc tính.
Các nghiên cứu in vitro rất quan trọng vì chúng cho phép phát triển các phương pháp điều trị mới nhanh chóng – nhiều loại thuốc có thể được nghiên cứu đồng thời (và trên một số lượng tế bào lớn) và không chỉ trên con người.
Một hạn chế đáng kể của các nghiên cứu in vitro là sự thiếu hụt các yếu tố sinh học cũng như các yếu tố khác có thể gây khó khăn trong việc từ đó suy ra kết quả cho những gì có thể xảy ra khi thuốc được sử dụng trong cơ thể.
Nghiên cứu in vivo trong thử nghiệm lâm sàng
Ngược lại với nghiên cứu in vitro, nghiên cứu in vivo là cần thiết để đánh giá cách toàn bộ cơ thể phản ứng với một chất cụ thể. Trong một số trường hợp, nghiên cứu in vitro của một loại thuốc có thể hứa hẹn, nhưng nghiên cứu in vivo lại không cho thấy hiệu quả (hoặc ngược lại, phát hiện ra rằng loại thuốc đó không an toàn) khi được sử dụng trong các quá trình trao đổi chất liên tục diễn ra trong cơ thể.
Một ví dụ của việc cần thiết nghiên cứu in vivo để đánh giá mức độ hấp thụ của một loại thuốc trong cơ thể. Một loại thuốc mới có thể hoạt động trong môi trường bên ngoài cơ thể, nhưng không phải trong cơ thể con người. Nó có thể không được hấp thụ qua dạ dày, do đó ảnh hưởng ít đến cơ thể con người. Trong các trường hợp khác, ngay cả khi một loại thuốc được tiêm tĩnh mạch, nó có thể bị phá vỡ bởi cơ thể qua nhiều phản ứng liên tục xảy ra, và do đó, không có hiệu quả khi sử dụng trực tiếp ở con người.
Điều quan trọng cần lưu ý là thường những nghiên cứu in vivo được tiến hành ban đầu trên động vật không phải con người như chuột. Những nghiên cứu này cho phép các nhà nghiên cứu có cơ hội xem một loại thuốc hoạt động như thế nào giữa các quá trình cơ thể khác nhau. Tuy nhiên, có sự khác biệt quan trọng giữa chuột và con người. Đôi khi, một loại thuốc hiệu quả trên chuột nhưng không hiệu quả trên con người (hoặc ngược lại) do sự khác biệt về loài.
Ý nghĩa của nghiên cứu
Khi xem xét các nghiên cứu được thực hiện để đánh giá phương pháp điều trị ung thư – hoặc bất kỳ phương pháp điều trị nào khác – cần xem xét loại nghiên cứu (in vivo vs in vitro) là bước quan trọng đầu tiên. Các nghiên cứu in vitro rất quan trọng và đóng vai trò là nền tảng cho nghiên cứu chi tiết hơn, nhưng nhiều nghiên cứu này chỉ mang lại khoa học thú vị – không ảnh hưởng trực tiếp tới cá nhân trong khoảng thời gian ngắn tới. Ngược lại, các nghiên cứu in vivo đang xem xét hiệu quả thực tế của một biện pháp trên sinh vật sống – bất kể là động vật thí nghiệm hay con người. Mặc dù có thời gian – trong trường hợp nghiên cứu trên động vật – cho đến khi thuốc hoặc quy trình được đánh giá đối với con người, nhưng đây là một bước gần hơn để được sử dụng trong thực tế.
Ví dụ: Các loại thuốc hóa trị mới cho ung thư phổi thường được nghiên cứu in vitro trước khi được thử nghiệm trên con người trong các thử nghiệm lâm sàng.
> Nguồn:
> FDA. Nghiên cứu tương tác thuốc: Thiết kế nghiên cứu, phân tích dữ liệu, gợi ý về khuyến nghị định lượng và ghi nhãn. Tháng 2 năm 2012. http://www.fda.gov/downloads/drugs/guidancecomplianceregulatoryinformation/guidances/ucm292362.pdf
> Killkenny, C. et al. Nghiên cứu động vật: Báo cáo trong các thử nghiệm in vivo: Hướng dẫn ARRIVE. British Journal of Pharmacology . 2010. 160 (7): 1577-179.
> Saeidnia, S., Manayi, A., và M. Abdollahi. Từ thí nghiệm và nghiên cứu lâm sàng trong thí nghiệm; Ưu và nhược điểm . Công nghệ khám phá thuốc hiện tại . 2015. 12 (4): 218-24.