vitroBedingungen

In vitro-Bedingungen bezeichnet die Umwelt, unter der Zellen, Gewebe oder biomolekulare Systeme außerhalb eines Organismus kultiviert werden. Ziel ist die kontrollierte Untersuchung biologischer Prozesse in einer isolierten Umgebung.

Typische Parameter sind Temperatur, CO2-Konzentration, Luftfeuchtigkeit, pH-Wert und Osmolarität. Für viele humane und tierische Zellen gilt eine Temperatur von 37 °C, eine Atmosphäre mit etwa 5 % CO2, hohe relative Luftfeuchte und pH-Wert um 7,2–7,4, der durch den bicarbonatpuffer im Medium stabilisiert wird. Die Osmolarität liegt üblicherweise bei 280–320 mOsm/kg.

Das Kulturmedium besteht aus einer Basissubstanz (z. B. DMEM, RPMI) mit Zusatzstoffen wie Glukose, Aminosäuren, Vitaminen und oft Feten-Kälberblutserum (FBS) oder definierte Serumersatzstoffe. Antibiotika werden häufig verwendet, um Kontaminationen zu verhindern. Manche Experimente verwenden serumfreie, definierte Medien, um Variabilität zu reduzieren.

Die Umgebung erfordert sterile Technik und geeignete Geräte, z. B. CO2-Inkubatoren, Biosicherheits- oder Laminare-Flow-Arbeitsplätze, sowie Mikroskope zur Überwachung. Abhängig von der Zellart kann eine Oberflächenbeschichtung (Kolagen, Fibronectin) oder spezielle Matrizes nötig sein.

Es gibt Unterschiede zwischen Adhäsions- und Suspensionzellen sowie zwischen Normoxie (ca. 20 % O2) und Hypoxie (1–5 % O2) je nach Versuch. Die Passagezahl und der Zellzustand beeinflussen ebenfalls Ergebnisse.

Qualitätssicherung umfasst aseptische Techniken, regelmäßige Mykoplasmen-Tests, Prüfung von Serum- bzw. Medien-Lots und Standardisierung von Protokollen, um Reproduzierbarkeit zu erhöhen.

Anwendungen reichen von Grundlagenforschung bis zu Medikamententestungen und Gewebemodellierung. Grenzen sind die fehlende Systemik eines lebenden Organismus und Immunreaktionen, weshalb Ergebnisse in vivo bestätigt werden sollten.

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