As 5 diferenças entre in vivo, in vitro e ex vivo - Médico - 2023

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O mundo da pesquisa científica se questiona diante das incógnitas que nos cercam e tenta encontrar as respostas por meio da experimentação.. Especificamente, na mudança das ciências biológicas (seja bioquímica, biologia, medicina veterinária, biomedicina ...) tenta resolver questões relacionadas aos seres vivos.

Por exemplo, qual é a eficácia de uma substância para curar uma determinada doença? Qual a dose adequada para que tenha efeitos terapêuticos e também não crie reações adversas? Como funcionam as células cancerosas? Que adaptações elas têm para acampar à vontade por meio de nossa corpo e gerar metástases? Todas essas perguntas são apenas uma fração muito pequena em comparação com o número de incógnitas que os cientistas fizeram ao longo da história.


Os fundamentos da pesquisa: o que é o método científico?

Leonardo da Vinci foi um dos primeiros defensores do atual método científico, que se baseava em fazer uma pergunta e resolvê-la a partir da observação experimental. Graças ao desenvolvimento econômico e tecnológico, a pesquisa científica realizada hoje é muito mais sofisticada e ocorre em laboratórios especialmente projetados. A pesquisa baseada no método científico e com nosso desenvolvimento tecnológico tem nos permitido resolver muitas incógnitas de forma eficiente. Graças a eles, hoje desfrutamos de uma qualidade de vida invejada pelas pessoas do passado.

  • Para saber mais: "Leonardo Da Vinci: biografia e resumo de suas contribuições para a ciência"

Quanto ao tipo de pesquisa em ciências biológicas, estas podem ser classificadas em dois tipos diferentes. A primeira é a pesquisa básica, que visa compreender os processos biológicos fundamentais ou o mecanismo pelo qual um tratamento pode afetar o corpo. O segundo tipo é o da pesquisa translacional. O objetivo é criar os pilares de informação necessários para a investigação rigorosa dos efeitos e da segurança de um produto que, em última instância, se destina a ser usado em pessoas (em ensaios clínicos, dos quais falaremos a seguir).


Como mencionamos, o método científico é baseado na observação e, nas ciências biológicas, os experimentos que devem ser realizados para elucidar as respostas podem ser divididos em dois tipos. Por um lado, temos pesquisa pré-clínica, que abriga todo o conjunto de experimentos que devem ser realizados antes de podermos experimentar e testar a hipótese em humanos.

Por outro lado, há a pesquisa clínica, que é o agrupamento de experimentos realizados em pessoas para estudar a eficácia, o ajuste da dose adequada de medicamentos para humanos, a possibilidade de efeitos adversos e a relação custo / benefício, entre outros. . Estes constituem os ensaios clínicos e existem diferentes fases ou etapas dentro deles.

Como os experimentos in vivo, in vitro e ex vivo são diferentes?

Neste artigo, vamos nos concentrar nos experimentos que devem ser realizados antes que o produto sob investigação possa ser testado em humanos. Vamos ver seus tipos, dependendo do método utilizado, bem como suas características e diferenças. Em particular, exploraremos os métodos de que tanto se fala, mas muitas vezes não conhecemos bem suas diferenças. Estes são os experimentos pré-clínicos do tipo in vitro, ex vivo e in vivo.


1. Três conceitos, três definições

Em vitro. De acordo com a Real Academia Espanhola (RAE), este termo vem do latim e significa literalmente “em vidro”. Isso ocorre porque geralmente são feitos em placas de Petri ou outras estruturas de vidro, como tubos de ensaio.

Na Vivo. Segundo a RAE, esse termo significa “no vivente”, em latim, e se refere a “os procedimentos de experimentação científica que se realizam com os organismos vivos”. Este é o caso da experimentação animal.

Ex vivo. A RAE, neste caso, não fornece qualquer definição a este respeito, mas seguindo a mesma lógica refere-se a "fora do vivente". Experimentos do tipo ex vivo geralmente são baseados na extração de células de um animal de estudo e experimentação com eles, sim, fora do animal, por exemplo, em uma placa de Petri.

Em vitro.

2. Os experimentos in vitro são realizados antes

Em geral, para tentar resolver uma questão científica, os pesquisadores fazem uma hipótese. Por exemplo, "acreditamos que o composto desta planta tem como alvo específico as células tumorais e ajuda a reduzir sua população". Esta hipótese é simplesmente uma ideia, que pode ser baseada em conhecimentos teóricos anteriores, práticas medicinais tradicionais ou simplesmente pura intuição.

Os pesquisadores costumam estabelecer uma cronologia, ou seja, eles primeiro realizam os experimentos de caráter in vitro, em placas de Petri, onde as variáveis ​​a serem consideradas são muito mais reduzidas e controladas. Depois, eles geralmente passam para experimentos do tipo ex vivo ou in vivo. Por exemplo, e conectando-se com a definição anterior, quando você verifica os mecanismos puramente moleculares do composto, você passa a estudar seu efeito nas células do animal de estudo (em muitos casos, geralmente são células de camundongos, ratos ou pessoas) em um ambiente mais controlado, como o da placa de Petri (ex vivo).

Você também pode ir para o experimento in vivo, onde estuda o efeito do composto nas células tumorais, e também leva em consideração outros fatores que podem determinar o resultado final. Por exemplo, às vezes podemos encontrar compostos que são supereficazes quando estão em contato direto com células tumorais, mas se for administrado no sistema sanguíneo ou por via oral, existem certas barreiras que impedem o transporte do composto até o destino final onde eles são encontrados, células tumorais.

Além disso, este composto também pode causar efeitos adversos em outras células do corpo. É por isso que estudar o composto nesses três tipos de experimentação científica é importante, pois eles podem fornecer dados diferentes., informações complementares e valiosas para a concepção do produto final.

  • Recomendamos que você leia: "Os 21 tipos de pesquisa (e suas características)"

3. Experimentos in vivo e ex vivo são mais caros

Como mencionamos antes, os estudos in vitro geralmente são feitos primeiro e, em seguida, ex vivo e in vivo. Entre os motivos pelos quais essa cronologia é seguida está o custo dos experimentos. Outro fator importante também é a regra dos três Rs da pesquisa (especialmente Replace, por métodos que evitam o uso desnecessário de animais).

Em geral, um experimento in vitro é muito mais barato e fácil de realizar., onde não há tanta pressão para trabalhar com células e / ou animais, experimentos muito mais caros e eticamente mais comprometidos. Depois de dar luz verde aos experimentos que não requerem animais, você geralmente passa para os seguintes tipos de experimentos. No entanto, às vezes o primeiro funciona e os experimentos com animais não, e vice-versa. O mundo da ciência é muito complexo e cheio de enigmas.

Na Vivo.

4. Os experimentos in vivo estão mais próximos da realidade

Apesar de os estudos in vitro geralmente serem muito mais baratos, eles também apresentam uma grande desvantagem, que é o fato de tais pesquisas serem realizadas em ambientes muito distintos do destino final dos produtos desenvolvidos. Desta maneira, é muito mais eficaz e mais próximo da realidade estudar o efeito e a segurança de um produto em ambientes tão próximos do animal para o qual o produto se destina (Em muitos casos, ambientes o mais próximo possível do corpo humano, ou seus órgãos).

Um fato muito interessante é que existem muitos estudos que mostram a eficácia de um composto para curar ou melhorar o prognóstico de doenças. Muitos desses estudos de fase in vitro apresentam resultados muito bons, mas quando realizados em organismos, muitas vezes não são mais eficazes e podem até ser prejudiciais. Na verdade, a questão é mais complicada e isso é que mesmo a experimentação animal é falha, uma vez que geralmente é feita em animais não humanos.

A diferença anatômica e fisiológica entre organismos modelo experimental e humanos é tão grande que muitas vezes tratamentos 100% eficazes em um animal não são eficazes para os humanos. Isso abre muitas questões no mundo da pesquisa, então novas metodologias estão surgindo para tentar resolver este dilema. Entre eles, destacam-se a simulação de órgãos humanos, além dos estudos de bioinformática.

5. Os estudos in vitro não podem ser feitos em pessoas

Ao contrário dos estudos in vitro, que geralmente não requerem experimentação em animais ou pessoas, estudos in vivo e ex vivo podem ser feitos em pessoas. Por exemplo, existem algumas investigações clínicas (aquelas que são feitas em pessoas, após terem passado na experimentação pré-clínica) que usam os dois métodos.

Pode ser que o produto farmacêutico seja fornecido à pessoa, por via oral ou por injeção, mas também há casos de experimentação ex vivo. Os estudos ex vivo em pessoas consistem na extração de uma população específica de células do paciente, sua correção em laboratório e a subsequente injeção dessas células tratadas no paciente.

Isso geralmente ocorre, por exemplo, em tratamentos de terapia avançada, como a terapia gênica.. Especificamente, com doenças que permitem este tipo de tratamento, como as doenças do sistema hematopoiético (glóbulos brancos, glóbulos vermelhos e / ou plaquetas).

Concluímos este artigo lembrando que o mundo das ciências biológicas está cheio de incógnitas a descobrir e de problemas a resolver. Antes de passar para a experimentação humana, ou para realizar pesquisas de natureza mais básica e universal, existem três tipos de metodologias de experimentação. Aquele que se refere ao estudo que não requer animais, e que é realizado em tubos ou placas.

Duas outras que requerem o uso de animais, no caso de células ex vivo, são extraídas do animal e experimentadas enquanto no caso de in vivo, a pesquisa é feita levando-se em consideração todo o animal. Existem diferentes vantagens e desvantagens para as diferentes abordagens, como comentamos nos cinco pontos acima, e novas estratégias estão surgindo para tentar ajudar o mundo da pesquisa a partir de outra abordagem.

Ex vivo.