In vitro

Qué significa in vitro

In vitro significa literalmente "en vidrio". El término procede del latín vitrum y remite a los recipientes en los que se hicieron los primeros experimentos ajenos al organismo: tubos de ensayo, placas de Petri, matraces de cultivo. Hoy buena parte de ese material es de plástico, o incluso un microcircuito por el que circulan fluidos, pero el nombre se ha mantenido. Lo que define a un procedimiento in vitro no es el vidrio, sino el hecho de que ocurre al margen del cuerpo, sobre componentes biológicos aislados y en condiciones fijadas por quien investiga.

Como latinismo, se escribe en cursiva y se mantiene invariable. La primera documentación del uso científico se sitúa en la biología experimental de finales del siglo XIX y comienzos del XX, cuando el cultivo celular empezó a permitir que células humanas y animales sobrevivieran y se dividieran en una superficie de laboratorio. El anatomista Ross Harrison mantuvo fibras nerviosas de rana creciendo fuera del animal en 1907, y el trabajo posterior de Alexis Carrel consolidó la idea de que un tejido podía estudiarse por sí solo. Ese fue el nacimiento del método.

El laboratorio como entorno controlado

El valor de lo in vitro está en el aislamiento. Al sacar unas células de su entorno, el investigador elimina el ruido del resto del organismo y fija a voluntad la temperatura, el medio de cultivo, la concentración de una sustancia o el tiempo de exposición. Eso permite repetir el experimento las veces necesarias y atribuir un efecto observado a una causa concreta, algo casi imposible en un cuerpo entero, donde intervienen la circulación, el sistema inmunitario y la conversación química entre órganos.

Esa misma virtud es su límite. Una respuesta obtenida en la placa demuestra lo que puede ocurrir en unas células, no necesariamente lo que ocurre en la persona. Un compuesto capaz de destruir un microorganismo en el tubo quizá no lo alcance en el organismo, o se degrade antes de llegar. Por eso el resultado in vitro suele leerse como un punto de partida (una señal prometedora, un mecanismo que merece la pena seguir) y no como una conclusión clínica cerrada.

Tipos de sistemas in vitro

Bajo la etiqueta caben modelos muy distintos. En los sistemas acelulares se trabaja solo con moléculas purificadas, por ejemplo una enzima y su sustrato, para medir una reacción bioquímica sin ninguna célula de por medio. Un escalón más arriba están los cultivos celulares clásicos, en los que las células crecen adheridas a una superficie plana formando una capa. Los cultivos tridimensionales y los organoides van más lejos: reproducen la arquitectura de un tejido, con varias estirpes celulares organizadas en el espacio, y se acercan bastante más al comportamiento real. El extremo más reciente es el llamado órgano en un chip, un dispositivo de microfluídica que imita la fisiología de un órgano completo sobre una pieza del tamaño de un portaobjetos.

In vitro frente a in vivo y otras expresiones afines

La pareja habitual es in vitro / in vivo: fuera del organismo frente a dentro de él. Entre ambos extremos hay matices. Ex vivo se refiere al tejido u órgano que se extrae de un ser vivo y se estudia o manipula fuera, manteniéndolo viable, a veces para devolverlo después. In situ alude a lo que se observa en su lugar de origen, sin desplazarlo. Y in silico, de acuñación mucho más moderna, nombra lo que se simula por ordenador. Son coordenadas de un mismo mapa: describen a qué distancia del organismo entero se sitúa cada experimento.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se sigue diciendo "in vitro" si apenas se usa vidrio?

Porque el término nombra un método, no un material. Nació cuando el laboratorio era vidrio, de ahí vitrum, y la expresión quedó fijada por la costumbre. Aunque hoy se emplee plástico, polímeros o microchips, se sigue hablando de estudios in vitro siempre que el trabajo se haga sobre componentes biológicos aislados y fuera del cuerpo.

¿Un resultado in vitro se puede trasladar directamente a la persona?

No. Lo que funciona en una placa no siempre funciona en un organismo íntegro, donde la sustancia debe absorberse, distribuirse, resistir el metabolismo y llegar a su destino sin dañar lo demás. El dato in vitro orienta la investigación; la comprobación exige después modelos más complejos.

¿Qué diferencia hay entre in vitro y ex vivo?

En lo in vitro se manejan células, líneas celulares o moléculas que suelen proceder de cultivos o bancos y se estudian en un medio artificial. En lo ex vivo se parte de un tejido u órgano recién extraído de un ser vivo concreto, que se conserva funcional fuera del cuerpo durante un tiempo limitado. La distancia respecto al organismo es distinta.

¿En qué campos se emplea?

Es una herramienta transversal de la biología y la medicina. La farmacología la usa para cribar compuestos, la toxicología para evaluar la seguridad de una sustancia, la microbiología para estudiar bacterias y virus, y la biología celular y molecular para desentrañar mecanismos internos de la célula. En casi toda investigación biomédica, el trabajo in vitro antecede a cualquier prueba en organismos vivos.

Referencias

1. National Cancer Institute. NCI Dictionary of Cancer Terms: in vitro.
2. National Cancer Institute. NCI Dictionary of Cancer Terms: ex vivo.
3. Hum NR, Sebastian A, Gilmore SF, et al. Comparative Molecular Analysis of Cancer Behavior Cultured In Vitro, In Vivo, and Ex Vivo. Cancers (Basel). 2020;12(3):690.
4. Johnson JI, Decker S, Zaharevitz D, et al. Relationships between drug activity in NCI preclinical in vitro and in vivo models and early clinical trials. Br J Cancer. 2001;84(10):1424-1431.