インビボとインビトロとは何ですか?
in vivo と in vitro という用語は非常によく似ていますが、意味は異なります。インビボとはラテン語で「生体内」を意味します。これは、細胞サンプルではなく生物「上」で実行されるプロセスまたは手順に使用される研究モデルです。 in vivo 法では、生きている被験者の生物学的条件をシミュレートします。インビボ研究は動物と人間で実施される場合があります。
インビトロはラテン語で「ガラスの中」を意味します。研究室で実験を行う研究モデルです。ウイルス、細菌、真菌を増殖させたり、新薬をテストしたりするために、特定の細胞培養物に対して介入が行われる場合があります。 「in vitro」手順では生物全体ではなく特定の細胞を観察するため、これらの実験は研究や分析により適しています。
in vivo モデルには生物の内部環境が含まれるため、in vivo 研究の結果は in vitro 研究の結果よりも信頼性が高く、より関連性が高いと考えられます。これは、in vitro モデルの価値が決して低いという意味ではありません。
正常な妊娠または体外受精が失敗した場合、医師はカップルに体外受精（IVF）を試すようアドバイスすることがあります。体外受精は、卵子（女性の卵細胞）と精子（男性の生殖細胞）が体外または「ガラス」ペトリ皿内で結合するときに起こります。
研究の世界では、「in vivo」および「in vitro」モデルが臨床試験、科学研究、および将来の医療処置で使用されます。科学者はこれらのモデルの両方を使用して、薬（または介入）が身体に影響を与える方法（薬力学プロファイル）と、身体が薬に影響を与えたり分解する方法（薬物動態プロファイル）を理解します。これらの研究はどちらも、一般の人々による使用が承認される前に、より安全で効果的な薬剤プロファイルを作成するのに役立ちます。
例を見てみましょう。科学者が新しい抗てんかん薬を研究したいと考えているとします。この研究はさまざまな段階を経ます。最初は、脳組織のスライスのみを必要とする特殊な急性発作モデルで in vitro 研究が行われます。これらのモデルは、発作を起こした患者で見られるものと同じ脳波 ( EEG ) 信号 (脳信号) を生成します。
この薬の初期試験では、科学者は、多くの場合、高レベルの個人差や倫理的懸念を伴う時間のかかる人体試験よりも、急性発作モデル (in vitro) を好みます。インビトロ段階で有望な結果を示した薬物分子のみが、ヒト臨床試験（インビボ）で試験されます。ここで科学者は、前臨床データ (in vitro モデル) で観察された傾向が人間のボランティアにも一貫して当てはまるかどうか、また結果に再現性があるかどうかを確認します。したがって、医薬品開発では、米国食品医薬品局 (FDA) の承認を受ける前に、in vivo モデルと in vitro モデルの両方が必要です。
in vitro 研究と in vivo 研究の両方に独自の長所と短所があり、それを以下の表で説明します。
| カテゴリ | インビボ法 | インビトロモデル |
|---|---|---|
| 費用と準備 |
|
|
| 時間 |
|
|
| 結果 |
|
|
| 試験規定 |
|
|
| アプリケーション |
|
|
In vitro モデルでは、生きている被験者を危険にさらすことはありません。しかし、臓器系や人体の内部環境に固有の複雑さを捉えることはできません。たとえば、インビトロの細胞培養では、さまざまな身体処置と細胞生化学の間の相互作用が考慮されていない可能性があります。したがって、インビトロ研究の後に動物研究（インビボ）が行われることがよくあります。
薬物は、ウサギ、ハムスター、マウス、ラット、モルモット、イヌ、霊長類（サル、テナガザル、チンパンジーを含む）などの動物で試験される場合があります。科学者は、複雑なモデル (動物) で薬剤候補の安全性、毒性、有効性をより適切に評価できます。実験室の動物の大部分は目的飼育（実験で使用するために特別に飼育）されています。
実験に動物を使用することに対する倫理的懸念に加えて、人間と動物の間には生理学的にかなりの違いがあり、薬物の吸収、分布、排泄も異なる可能性があるため、翻訳可能性の問題が依然として残ります。
in vitro 段階で安全で有効であると思われる薬剤のみが、最終的には臨床試験段階または in vivo 段階に進みます。