In vitro
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In vitro(enlatin:«sous verre») s'applique à toute activité expérimentale réalisée sur micro-organismes, organes ou cellules en dehors de leur contexte naturel (en dehors de l'environnement, de l'organismevivant ou de lacellule)et en conditions définies et contrôlées. Un exemple est lafécondationin vitro(FIV).
Étymologie et caractérisation
[modifier|modifier le code]Le terme «in vitro» provient du latin qui signifie « sous verre ». Il est à mettre en association avec les termes «in vivo» et «in silico».
In vivo(en latin: « dans le vivant ») signifie une approche au sein d'un environnement complexe (plus proche des conditions naturelles). Par opposition, les investigations réaliséesin vitrosont menées en dehors du milieu naturel, de l'organisme vivant ou de la cellule initiale.
In silico(qui est un néologisme d'inspiration latine), se traduit par des méthodes physiques et/ou mathématiques permettant des modélisations totalement soustraites des conditions naturelles.
In vitro(à la différence dein silico) ne veut pas forcément dire en dehors du vivant puisque des cultures de cellules vivantes peuvent se faire en dehors de leur environnement naturel.
Il existe donc une gradation entre ces trois termes, qui suggère un éloignement plus ou moins marqué des conditions naturelles.
Applications
[modifier|modifier le code]De nombreuses disciplines utilisent des approchesin vitro,telles que:
Recherche
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De nombreuses approches expérimentales dans le domaine de la recherche biologique et biotechnologique s’appuient sur des techniquesin vitrocomme laculture cellulaire[1]ou laculture de végétaux vasculaires[2].
Industrie et outils de production médicale et cosmétique
[modifier|modifier le code]La production de masse de certains composés et médicaments est aujourd'hui réalisée grâce aux techniques de productionin vitrocomme la production d'insuline,qui fut la première utilisation de bactéries et levures pour produire une protéine humaine d’intérêt[3],[4]ou de composés cosmétiques[5].
Industrie et outils de production agroalimentaire
[modifier|modifier le code]L'utilisation defermenteurva permettre la synthèse de composés et enzymes pour l’industrie agroalimentairecomme la synthèse de lalactaseou de ferments destinés à la transformation des produits laitiers, la brasserie, la viticulture. De plus, dans le domaine agricole, la multiplication de plantes de consommation et d'ornement est parfois réalisée par micropropagation (culture de végétaux vasculaire) afin de produire rapidement et à grande échelle certaines plantes d’intérêt[6].
Avantages des techniquesin vitro
[modifier|modifier le code]Simplification et maîtrise
[modifier|modifier le code]Dans le cas de la recherche biologique et/ou médicale, la complexité des organismes vivants ou des écosystèmes naturels qui sont constitués de nombreux paramètres physico-chimiques, constitutifs ou environnementaux rend l'identification et la caractérisation des éléments individuels et l'étude des voix métaboliques de base difficile voire impossible. Les étudesin vitropermettent une simplification des conditions expérimentales par réduction et maîtrise des éléments extérieurs au sujet d'étude.
Les conditionsin vitrose caractérisent par une facilité de mise en œuvre en structure adaptée (exemple: Laboratoire de culture cellulaire) et une maîtrise plus grande des paramètres environnementaux. Dans le domaine de la biologie expérimentale, les approchesin vitropermettent une simplification du sujet d'étude par élimination de tout élément environnemental perturbateur. Les paramètres étant définies et plus facilement contrôlables, l'investigation expérimentale peut alors se focaliser sur le sujet d'étude et la variation artificielle de ces paramètres permet des études précises et statistiquement fiables.
Les techniquesin vitroont permis le développement de cultures et moyens de production industriels et d'automatisation (exemple: lesbioréacteurs).
Facilité de mise en œuvre et optimisation
[modifier|modifier le code]Les investigations de recherche ou de productionin vitropeuvent se justifier par une réduction:
- des coûts dans certaines conditions par rapport aux autres techniques notamment en recherche fondamentale[7];
- des contaminations dans le cas de synthèse de produits destinés à la santé humaine ou pour éliminer certaines infections comme dans le cas de la culture desméristèmes;
- des investigations annexes délétères. En recherche fondamentale, les expériencesin vitropermettent de réduire l'utilisation de cobayes et répondent ainsi à la loi des3 R(réduire, raffiner, remplacer. Élaborée en 1959, elle constitue le fondement de la démarche éthique appliquée à l'expérimentation animale en Europe et en Amérique du Nord[8]).
Inconvénients des techniquesin vitro
[modifier|modifier le code]Dans le domaine de la recherche scientifique, l’inconvénient majeur de l'in vitroest que les interactions entre le sujet d'étude et son environnement naturel ne sont pas prises en compte et peuvent aboutir à des résultats incomplets ou erronés partiellement transposables ou non à la réalité.
Notes et références
[modifier|modifier le code]- (en)Renata AdrianaLabanca,CeciliaSvelanderet MarieAlminger,«Effect of particle size of chia seeds on bioaccessibility of phenolic compounds during in vitro digestion»,Cogent Food & Agriculture,vol.5,no1,(ISSN2331-1932,DOI10.1080/23311932.2019.1694775,lire en ligne,consulté le)
- (en)Chao-LinKuo,Dinesh-ChandraAgrawal,Hung-ChiChanget Ya-TingChiu,«In vitro culture and production of syringin and rutin in Saussurea involucrata (Kar. et Kir.) – an endangered medicinal plant»,Botanical Studies,vol.56,no1,,p.12(ISSN1999-3110,PMID28510821,PMCIDPMC5430372,DOI10.1186/s40529-015-0092-8,lire en ligne,consulté le)
- Musée Armand-Frappier, «Le génie génétique à la rescousse des diabétiques», surmusee-afrappier.qc.ca
- Larousse,«Production d'insuline par génie génétique, médicament recombinant», surlarousse.fr
- STEWARD, Nicolas, MANDEAU, Anne et CASTEX-RIZZI, Nathalie, «UTILISATION D’UNE PRÉPARATION ISSUE D’UNE CULTURE IN VITRO DE CELLULES DÉDIFFÉRENCIÉES NON ÉLICITÉES D’ARGANIER DANS LE TRAITEMENT DU VIEILLISSEMENT CUTANÉ»,European publication server,
- So-YoungPark,Yoon-SunHuhet Kee-YoeupPaek,« Common Protocols in Orchid Micropropagation »,dansOrchid Propagation: From Laboratories to Greenhouses—Methods and Protocols,Springer New York,(ISBN978-1-4939-7770-3,DOI10.1007/978-1-4939-7771-0_8,lire en ligne),p.179–193
- Gaille, Marie,Pathologies environnementales: identifier, comprendre, agir(ISBN978-2-271-11602-4et2-271-11602-3,OCLC1040689238,lire en ligne)
- Inserm,«La règle des 3 R: réduire, raffiner, remplacer», surinserm.fr
