تعريفات

يصف مصطلح «في المختبر in vitro» الإجراءات والاختبارات والتجارب الطبية التي يطبقها الباحثون بعيدًا عن الأجسام الحية، فهي تُجرى في المختبر في بيئة مُراقبة، مثل أنبوب اختبار أو طبق بتري.

في حين يشير مصطلح «في الجسم الحي in vivo» إلى الاختبارات والتجارب والإجراءات التي يطبقها الباحثون على الكائنات الحية، سواء الإنسان أو حيوانات المختبر أو النباتات.

يستخدم الباحثون هذه المنهجيات لتدعيم معرفتنا بالأمراض وبجسم الإنسان، وقد يستخدمون في الدراسات العلمية أحد المنهجين أو كليهما لاختبار الفرضيات.

في المختبر

تُجرى هذه الدراسات في المختبر، وتتضمن عادةً دراسة الكائنات الحية الدقيقة أو الخلايا البشرية أو الحيوانية. تسمح هذه المنهجية للعلماء بتقييم الظواهر البيولوجية المختلفة في خلايا محددة، دون عوامل التشتيت والتغيرات المربكة المحتملة في أجسام الكائنات الحية.

تُعد الاختبارات المُجراة في المختبر منهجية بحث مباشرة، فيستطيع الباحثون إجراء تحاليل أكثر تفصيلًا، وفحص التأثيرات البيولوجية في عدد أكبر من الأشخاص في المختبر مقارنةً بالتجارب على الحيوانات أو البشر.

ومع أن أطباق بتري وأنابيب الاختبار تؤمن بيئة مُراقَبة للاختبارات في المختبر، لا تستطيع محاكاة ما يحدث داخل الكائن الحي بدقة؛ لذلك من الضروري تفسير بيانات الاختبارات المُجراة في المختبر بحذر، إذ قد لا تتوقع هذه النتائج ردود فعل الكائن الحي الكامل.

تشمل بعض أمثلة الاختبارات المُجراة داخل المختبر الاختبارات الصيدلانية وعلاجات الخصوبة.

•  الاختبارات الصيدلانية

تخضع الأدوية الجديدة -المرشحة- لاختبارات في المختبر قبل أن تدخل مرحلة التجارب السريرية.

خلال الاختبارات المجراة داخل المختبر، يعرّض الباحثون الخلايا المستهدفة للعقار الجديد ويراقبون تأثيراته، وهي خطوة مفيدة خصوصًا لتحديد هل للدواء الجديد تأثيرات سامة أو مسرطنة أم لا؟

استخدم باحثون إيطاليون الاختبارات المُجراة داخل المختبر لمراقبة التأثيرات السمية للجسيمات النانوية لأكسيد الموليبدينوم، وهو علاج جديد واعد للسرطان، وفقًا لدراسة أُجريت عام 2018. الجسيمات النانوية جسيمات صغيرة أو متناهية الصغر، حجمها عادةً 1 – 100 نانومتر.

حدد مؤلفو دراسة أُجريت عام 2017 خيارات لعلاج السرطان باستخدام نماذج الاختبارات المجراة داخل المختبر. جمع الباحثون في هذه الدراسة خلايا من ورمين في الرحم وورمين في القولون، وحللوا هذه العينات باستخدام فحص دوائي عالي الإنتاجية، يجمع بين علم الأحياء والروبوتات ومعالجة البيانات، لفحص آلاف المُركبات البيولوجية المختلفة على خلية مستهدفة محددة. حددت التحاليل الأدوية الفعالة ومجموعات الأدوية الخاصة بكل عينة خلوية.

•  علاجات الخصوبة

يُعد الإخصاب في المختبر (IVF) نوعًا من أنواع علاجات الخصوبة التي تحدث في المختبر بدلًا من داخل الجسم.

يتضمن الإخصاب في المختبر استخراج بويضة واحدة أو أكثر من المبيض، ووضعها في طبق بتري مع الحيوانات المنوية المُتبرع بها، ويحدث الإخصاب عادةً بين 3 و5 أيام، ثم يزرع الاختصاصي الأجنة الناتجة في الرحم.

في الجسم الحي

تفشل نحو 30% من الأدوية المرشحة في التجارب السريرية البشرية بسبب آثارها الجانبية الضارة، رغم النتائج ما قبل السريرية الإيجابية. ولا تحقق 60% منها التأثير المرجو.

تُعد فحوص الجسم الحي -خاصةً التجارب السريرية- جانبًا حيويًا من الأبحاث الطبية عامةً، إذ توفر معلومات قيمة فيما يتعلق بتأثيرات مادة معينة أو تطور المرض عند الكائن الحي.

تُعد الدراسات على الحيوانات والتجارب السريرية الأنواع الأساسية لفحوص الجسم الحي.

•  الدراسات على الحيوانات

يستخدم الباحثون الدراسات على الحيوانات للكشف عن الآليات الكامنة وراء عمليات سير المرض المختلفة، ولتقييم سلامة العلاجات الطبية المستجدة.

تُعد الدراسات على الحيوانات مرحلة متوسطة بين التجارب في المختبر والتجارب البشرية، وتستخدم معظمها فئران المخابر أو الجرذان المتطابقة وراثيًا تقريبًا، ويستطيع الباحثون نتيجة لذلك مراقبة التأثيرات البيولوجية المختلفة داخل الكائنات الحية المعقدة.

يوفر اختبار الكائنات المتشابهة جينيًا في بيئة مختبرية درجة من التحكم غير موجودة عادةً في التجارب السريرية.

•  التجارب السريرية

يقيّم الباحثون التأثيرات في البشر عبر التجارب السريرية حال تبين أن الدواء المرشح آمن وفعال في كل من الاختبارات المجراة داخل المختبر والدراسات على الحيوانات.

عادةً ما يقارن الباحثون تأثيرات الأدوية الجديدة بتأثيرات الدواء الوهمي (بلاسيبو).

يعد الكثيرون التجارب المنضبطة المعشاة (RCTs) المعيار الذهبي للاختبارات الصيدلانية، ويجب أن تتضمن جميع التجارب المنضبطة المُعشاة توزيعًا عشوائيًا ومجموعة ضبط.

في التوزيع العشوائي، يقسم الباحثون المشاركين عشوائيًا إلى مجموعة العلاج ومجموعة الدواء الوهمي.

بوجود مجموعة ضبط، يقارن الباحثون نتائج المشارك الذي تلقى الدواء الجديد بنتائج مشارك في مجموعة الضبط، إذ يتلقى المشاركون في مجموعة الضبط علاجًا بديلًا، مثل الدواء الوهمي أو الدواء القديم.

قد يختار الباحثون تعمية التجارب المنضبطة المعشاة، بحجب المعلومات التي قد تؤثر في المشارك حتى انتهاء التجربة.

قد تتضمن التجارب المنضبطة المُعشاة المُعماة توزيع العلاج والدواء الوهمي في كبسولات متطابقة، حتى لا يتمكن المشارك من تحديد المجموعة التي ينتمي إليها، إضافةً إلى إمكانية حجب المعلومات عن أعضاء فريق البحث كذلك، وهو ما يُعرف بالتعمية المزدوجة.

تساعد التعمية على تقليل التحيز أو الأخطاء المنهجية التي قد تشوه سير الدراسة وصحة نتائجها.

ملخص

توفر الدراسات المُجراة في المختبر وفي الجسم الحي معلومات قيمة لجميع مراحل البحوث الطبية الحيوية.

غالبًا ما يتبع الباحثون منهجية الدراسات في المختبر لإجراء التحقيقات التأسيسية لفحص تفاعلات الأدوية وسير المرض على المستوى الخلوي.

تتوسع الدراسات في الجسم الحي انطلاقًا من بيانات الدراسات في المختبر بمراقبة الاستجابات البيولوجية في الكائنات الحية.