„In vitro“ ist ein lateinischer Begriff, der übersetzt „im Glas“ bedeutet und sich auf biologische oder chemische Experimente und Prozesse bezieht, die außerhalb eines lebenden Organismus, typischerweise in einer kontrollierten Laborumgebung wie in Reagenzgläsern, Petrischalen oder anderen Kultursystemen, durchgeführt werden. Im Gegensatz dazu stehen „in vivo“-Studien, die direkt im lebenden Organismus stattfinden. In-vitro-Verfahren sind in der modernen Biologie, Medizin und Pharmazie weit verbreitet und ermöglichen detaillierte Untersuchungen von Zellverhalten, molekularen Interaktionen und biochemischen Prozessen, ohne die komplexen Einflüsse eines vollständigen Organismus.

In-vitro-Experimente werden häufig eingesetzt, um zelluläre und molekulare Mechanismen zu erforschen, die im lebenden Körper nur schwer isoliert und analysiert werden könnten. Zum Beispiel werden Zellkulturen verwendet, um die Wirkung von Medikamenten auf spezifische Zelltypen zu testen oder um Signalwege und Genexpression zu untersuchen. Dabei können die Wissenschaftler die experimentellen Bedingungen präzise kontrollieren und gezielte Manipulationen durchführen. Die gezielte Analyse einzelner Komponenten, wie Proteine, Enzyme oder Gene, trägt dazu bei, die Grundlagen biologischer Prozesse zu verstehen und therapeutische Ansätze zu entwickeln.

Ein wichtiges Anwendungsfeld der In-vitro-Technologie ist die Pharmaforschung. Hier werden potenzielle neue Wirkstoffe zunächst an isolierten Zellen oder Geweben getestet, um deren Wirkung und Verträglichkeit zu prüfen, bevor sie in In-vivo-Studien oder klinischen Studien eingesetzt werden. Dies reduziert die Notwendigkeit für Tierversuche und hilft, mögliche Nebenwirkungen frühzeitig zu erkennen. Auch bei der Entwicklung von Impfstoffen und gentechnisch veränderten Organismen (GVO) spielen In-vitro-Studien eine zentrale Rolle, da sie eine sichere und kontrollierte Plattform bieten, um die gewünschten genetischen Veränderungen zu testen und zu optimieren.

Ein weiteres bedeutendes Beispiel für In-vitro-Anwendungen ist die künstliche Befruchtung, bei der Eizellen und Spermien in einer Petrischale außerhalb des Körpers zusammengebracht werden, um eine Befruchtung zu erreichen. Der so entstandene Embryo wird dann in die Gebärmutter der Frau eingesetzt, wo er sich weiterentwickeln kann. Diese Methode der In-vitro-Fertilisation (IVF) ist eine wichtige medizinische Hilfe für Paare mit Fruchtbarkeitsproblemen.

In-vitro-Methoden sind auch entscheidend für die Forschung an Stammzellen, bei der Wissenschaftler die Differenzierung und Entwicklung von Zellen in verschiedene Gewebetypen beobachten können. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die regenerative Medizin, da es potenziell ermöglicht, Zellen für den Ersatz beschädigter oder krankheitsbehafteter Gewebe zu züchten.

Obwohl In-vitro-Studien viele Vorteile bieten, sind ihre Ergebnisse oft nur eingeschränkt auf den gesamten Organismus übertragbar, da die komplexen Wechselwirkungen, die in einem lebenden System auftreten, fehlen. Aus diesem Grund sind In-vitro-Experimente meist ein erster Schritt, um Hypothesen zu formulieren, die später in In-vivo- oder klinischen Studien überprüft werden müssen.

Zusammengefasst bezeichnet „In vitro“ Experimente und Prozesse, die in einer kontrollierten, oft künstlichen Umgebung außerhalb eines lebenden Organismus stattfinden. Diese Methode ermöglicht präzise Einblicke in biologische und chemische Prozesse und hat weitreichende Anwendungen in der Biomedizin, Pharmakologie und Biotechnologie.