IC50
A concentración inhibidora media (a metade da máxima), simbolizada como IC50, é unha medida da potencia dunha substancia na inhibición dunha función biolóxica ou bioquímica específica. O IC50 é unha medida cuantitativa que indica canta cantidade dunha determinada substancia inhibidora (por exemplo, un fármaco) se necesita para inhibir in vitro un proceso biolóxico dado ou compoñente biolóxico nun 50 %.[1] O compoñente biolóxico podería ser un encima, célula, receptor celular ou microbio. Os valores de IC50 exprésanse en concentración molar.
A IC50 adoita usarse como medida da potencia do fármaco antagonista en investigación farmacoloxía. É comparable a outras medidas da potencia, como a EC50 para fármacos excitativos. A EC50 representa a dose ou concentración plasmática necesaria para obter un 50 % do efecto máximo in vivo.[1]
Pode determinarse a IC50 con ensaios funcionais ou con ensaios de unión de competición.
Ás veces, os valores de IC50 convértense á escala logarítmica pIC50.
![{\displaystyle {p\,\mathrm {IC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{50}}}=-\log _{10}{(\mathrm {IC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{50}})}}](https://cdn.statically.io/img/wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0ea65306461d194db53b0cb6d8a0b48937915c00)
Debido ao signo menos, os valores máis altos de pIC50 indican inhibidores exponencialmente máis potentes. A pIC50 dáse xeralmente en concentración molar (mol/L, ou M), razón pola que necesita valores de IC50 en unidades M.[2]
A terminoloxía IC50 tamén se usa para algunhas medicións de comportamento in vivo, como as do test de consumo de líquido de dúas botellas. Cando os animais diminúen o consumo da botella de auga mesturada co fármaco, a concentración do fármaco que resulta nunha diminución do 50 % no consumo é considerado a IC50 para o consumo de líquido dese fármaco.[3]
Ensaio antagonista funcional
[editar | editar a fonte]A IC50 dun fármaco pode ser determinarse construíndo unha curva dose-resposta e examinando o efecto de diferentes concentracións de antagonistas na reversión da actividade agonista. Os valores de IC50 poden calcularse para un antagonista dado determinando a concentración necesaria para inhibir a resposta á metade do máximo biolóxico do agonista.[4] Os valores de IC50 poden utilizarse para comparar a potencia de dous antagonistas.
Os valores de IC50 dependen moito das condicións nas que se mediron. En xeral, unha maior concentración do inhibidor leva a unha diminución da actividade agonista. O valor de IC50 aumenta a media que se incrementa a concentración de agonista. Ademais, dependendo do tipo de inhibición, outros factores poden influír no valor de IC50; para encimas dependentes de ATP, o valor da IC50 ten unha interdependencia coa concentración de ATP, especialmente se a inhibición é competitiva.[Cómpre referencia]
IC50 e afinidade
[editar | editar a fonte]Ensaio de unión de competición
[editar | editar a fonte]Neste tipo de ensaio, utilízase unha soa concentración de radioligando (usualmente un agonista) en cada tubo de ensaio. O ligando úsase a baixa concentración, normalmente ao valor Kd ou por debaixo del. O nivel de unión específico do radioligando determínase despois en presenza dun rango de concentracións doutros compostos non radioactivos en competencia (usualmente antagonistas), para medir a potencia coa cal compiten por unirse ao radioligando. As curvas de competición poden tamén axustarse por computador a unha función loxística como se describe no axuste directo.
Nesta situación a IC50 é a concentración do ligando en competencia que despraza o 50 % da unión específica do radioligando. O valor de IC50 convértese nunha constante de inhibición Ki absoluta usando a ecuación de Cheng-Prusoff formulada por Yung-Chi Cheng e William Prusoff (ver Ki).[4][5]
Ecuación de Cheng Prusoff
[editar | editar a fonte]A IC50 non é un indicador directo da afinidade, aínda que ambas pode relacionarse polo menos para os agonistas competitivos e antagonistas pola ecuación de Cheng-Prusoff.[6] Para as reaccións encimáticas, esta ecuación é:
![{\displaystyle K_{i}={\frac {\mathrm {IC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{50}}}{1+{\frac {[S]}{K_{m}}}}}}](https://cdn.statically.io/img/wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/dd7b4c3bf8b01cdb6674cfec0f5b83f0f6538e70)
onde Ki é a afinidade de unión do inhibidor, IC50 é a forza funcional do inhibidor, [S] é a concentración de substrato fixa e Km é a constante de Michaelis, é dicir, a concentración de substrato á cal a actividade do encima é a metade da máxima (pero frecuentemente se confunde coa afinidade do substrato polo encima, que non o é).
Alternativamente, para as constantes de inhibición en receptores celulares:[7]
![{\displaystyle K_{i}={\frac {\mathrm {IC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{50}}}{{\frac {[A]}{\mathrm {EC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{50}}}}+1}}}](https://cdn.statically.io/img/wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f956cdf163784d095119461d7fa1a2b472e48eb8)
onde [A] é a concentración fixa de agonista e EC50 é a concentración de agonista que resulta na activación á metade do máximo do receptor. Mentres que o valor de IC50 para un composto pode variar entre distintos experimentos dependendo das condicións experimentais (por exemplo, as concentracións de substrato e encima), a Ki é un valor absoluto. Ki é a constante de inhibición para un fármaco; a concentración do ligando en competición nun ensaio de competición que ocuparía o 50 % dos receptores se non estivese presente ningún ligando.[5]
A ecuación de Cheng-Prusoff produce boas estimacións a concentracións de agonista altas, pero xera sobreestimacións ou subestimacións da Ki a concentracións de agonista baixas. Nestas condicións recomendáronse outras análises.[7]
Notas
[editar | editar a fonte]- 1 2 Hoetelmans RM. "IC50 versus EC50". PK-PD relationships for anti-retroviral drugs. Amsterdam: Slotervaart Hospital. Arquivado dende o orixinal o 2017-05-28 – vía U.S. Food and Drug Administration.
- ↑ Stewart MJ, Watson ID (xullo de 1983). "Standard units for expressing drug concentrations in biological fluids". British Journal of Clinical Pharmacology 16 (1): 3–7. PMC 1427960. PMID 6882621. doi:10.1111/j.1365-2125.1983.tb02136.x.
- ↑ Robinson SF, Marks MJ, Collins AC (abril de 1996). "Inbred mouse strains vary in oral self-selection of nicotine". Psychopharmacology 124 (4): 332–9. PMID 8739548. doi:10.1007/bf02247438.
- 1 2 Beck B, Chen YF, Dere W, Devanarayan V, Eastwood BJ, Farmen MW, et al. (novembro de 2017). "Assay Operations for SAR Support". Assay Guidance Manual. Eli Lilly & Company and the National Center for Advancing Translational Sciences. PMID 22553866.
- 1 2 "Receptor binding techniques: competition (inhibition or displacement) assays". Pharmacology Guide. Glaxo Wellcome. Arquivado dende o orixinal o 2011-01-04. Consultado o 2007-10-05.
- ↑ Cheng Y, Prusoff WH (decembro de 1973). "Relationship between the inhibition constant (K1) and the concentration of inhibitor which causes 50 per cent inhibition (I50) of an enzymatic reaction". Biochemical Pharmacology 22 (23): 3099–108. PMID 4202581. doi:10.1016/0006-2952(73)90196-2.
- 1 2 Lazareno S, Birdsall NJ (agosto de 1993). "Estimation of competitive antagonist affinity from functional inhibition curves using the Gaddum, Schild and Cheng-Prusoff equations". British Journal of Pharmacology 109 (4): 1110–9. PMC 2175764. PMID 8401922. doi:10.1111/j.1476-5381.1993.tb13737.x.
Véxase tamén
[editar | editar a fonte]Outros artigos
[editar | editar a fonte]Ligazóns externas
[editar | editar a fonte]- Calculador de IC50 AAT Bioquest Online
- Calculador IC50 en liña (www.ic50.org.uk) baseado na linguaxe de programación C e gnuplot
- Calculador de IC50 en liña alternativo (www.ic50.org) baseado en Python, NumPy, SciPy e Matplotlib
- Calculador para pasar IC50 a pIC50
- Ferramenta en liña para a análise da resistencia in vitro a fármacos antimaláricos
- Convertedor de IC50 a Ki Arquivado 03 de setembro de 2023 en Wayback Machine. dun inhibidor e encima que obedecen á cinética de Michaelis-Menten clásica.
