in vivo in vitro

In vitro & in vivo

Termerna in vivo och in vitro används ofta i vetenskapliga artiklar och forskningssamband.

In vitro

In vitro är latin och betyder ”i glas”, och syftar på provrörsförsök. Ofta används en levande mikroorganism eller cell för att studeras utanför en levande organism. Vi befruktning av kvinnan och mannens könsceller i ett provrör kallas detta för in vitro-fertilisering (IVF). Många experiment inom bl.a. cellbiologin utförs in vitro, med nackdelen att resultaten inte är replikerbara när testen utförs in vivo. Av etiska skäl är det fördelaktigt att först testa bland annat läkemedel in vitro, innan det testas på djur eller människor.

In vivo

In vivo är latin betyder ”i det levande” eller ”i livet”, och syftar oftast på djur- eller människoförsök. Här studerar man biologiska processer i levande celler och vävnader när de befinner sig på sin naturliga plats, i hela organismer. Här är kraven på säkerhet mycket höga, och måste oftast godkännas av etiska kommittéer. Ett läkemedel kan ha god effekt in vitro, men inte in vivo (och tvärtom). Detta kan bero på att läkemedlet inte når det önskvärda stället i kroppen då det bryts ner tidigt.

Ett annat uttryck som används ibland är in silico

In silico

In silico är ett uttryck som syftar på tester utförda via dator, eller datorstyrd simulering. In silico är ett relativt nytt sätt att testa, och få fram data, men har blivit allt mer vanligt. Med hjälp av in silico-tester kan man få fram hur läkemedel interagerar och beter sig i kroppen genom att studera i en dator.

Laboratorium

Ribonukleinsyra

Människans genetiska arv lagras i deoxyribonukleinsyra (DNA), medans virus använder ribonukleinsyra (RNA). Ribonukleinsyra är en komplicerad makromolekyl, återfinns i alla levande organismer. RNA är uppbyggd av sammankopplade nukleotider. Det är nukleotiderna som är byggstenarna i DNA och RNA. En nukleotid består av en kvävebas, ett socker (deoxiribos i DNA och ribos i RNA) och en eller flera fosfatgrupper.

Skillnader mellan DNA och RNA

DNARNA
Stort genom, är ej lika beroende av sin värdLitet genom, mycket beroende av sin värd
Långsam replikationSnabb replikation
Har mekanismer för att repareraSaknar mekanismer för att reparera
Låg mutabilitetHög mutabilitet (t.ex. influensavirus)
Kvävebaserna är
* adenin (A)
* tymin (T)
* cytosin (C)
* guanin (G)
Kvävebaserna är
* adenin (A)
* guanin (G)
* cytosin (C)
* uracil (U)

Ett RNA-virus är ett virus med ribonukleinsyra som dess genetiska material. Denna arvsmassa kan vara enkelsträngad eller dubbelsträngad. Virus är alltid parasiter, och behöver således en värdcell för att kunna replikera sig. Exempel på RNA-virus: COVID-19, SARS, Hepatit C och E, Ebola.

G-protein

G-Protein

G-protein är en receptortyp, och 40 % av dagens läkemedel har sin effekt genom att binda till den typ av receptor. Namnet G-protein kommer ifrån att den interagerar med guaninenukleotider. G-protein är den största receptorfamiljen av alla membranproteiner, och medierar en stor del av den cellsignalering sker med hjälp av hormoner, neurotransmittorer, men även vid syn- lukt och smakintryck.

G-protein kallas också för:

  • GPCR (G-Protein Coupled Receptors)
  • Metabotropa receptorer och
  • 7-transmembransreceptorer då receptorproteinet passerar över cellmembranet sju gånger.

G-protein består av tre subenheter

  • alfa
  • beta
  • gamma

När G-protein aktiveras, steg för steg

När G-proteinet aktiveras av en agonist

  • Dissocierar GDP (guanindifosfat) och ersätts av GTP (guanintrifosfat).
  • Detta gör att det blir en ”frisläppning” av alfa-enheten som då diffunderar in i cellmembranet och kan associera med ett enzym eller jonkanal.
  • Beroende på vilken typ av G-protein det är kan det ske en aktivering eller inhibering.
  • Signalen/aktiveringen avslutas när GTP hydrolyseras till GDP.
  • När detta sker dissocieras alfaenheten från effektorn och återkopplas till betagammakomplexet, vilket gör att den är redo för att på nytt aktiveras.
  • Även om alla G-protein har samma grundstruktur så skiljer de sig beroende på vilken typ av ligand de aktiveras av, samt vilka sekundära budbärare/effektorproteiner de engagerar.

G-alfa-s

G-alfa-s är en typ av G-protein som stimulerar enzymet adenylatcyklas som i sin tur katalyserar bildningen av den sekundära budbäraren cAMP (cykliskt adenosinmonofosfat).

cAMP i sin tur aktiverar flera enzymer (proteinkinaser) som kopplar på fosforgrupper på andra proteiner. Denna typ av signalering är viktigt för bl.a reglering av glatt muskulatur, t.ex muskeltonus i blodkärl och luftrör.

Källor / Läs mer:

https://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev.pharmtox.40.1.235

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3967846/

https://www.mrc-lmb.cam.ac.uk/genomes/madanm/AJV_Nature.pdf