La concentración inhibitoria máxima media ( CI 50 ) es una medida de la potencia de una sustancia para inhibir una función biológica o bioquímica específica. La CI 50 es una medida cuantitativa que indica la cantidad de una sustancia inhibidora particular (por ejemplo, un fármaco) que se necesita para inhibir, in vitro , un proceso biológico o un componente biológico determinado en un 50 %. [1] El componente biológico podría ser una enzima , una célula , un receptor celular o un microbio . Los valores de CI 50 se expresan normalmente como concentración molar .
La CI50 se utiliza comúnmente como medida de la potencia de un fármaco antagonista en la investigación farmacológica . La CI50 es comparable a otras medidas de potencia, como la CE50 para fármacos excitatorios . La CE50 representa la dosis o concentración plasmática necesaria para obtener el 50 % de un efecto máximo in vivo . [1]
La CI50 se puede determinar con ensayos funcionales o con ensayos de unión competitiva.
A veces, los valores IC 50 se convierten a la escala pIC 50 .
Debido al signo menos, los valores más altos de pIC 50 indican inhibidores exponencialmente más potentes. pIC 50 generalmente se expresa en términos de concentración molar (mol/L o M), por lo que se requiere IC 50 en unidades de M. [2]
La terminología IC 50 también se utiliza para algunas mediciones de comportamiento in vivo, como la prueba de consumo de líquido de dos botellas. Cuando los animales reducen el consumo de agua de la botella con el fármaco, la concentración del fármaco que produce una disminución del 50 % en el consumo se considera la IC 50 para el consumo de líquido de ese fármaco. [3]
La CI50 de un fármaco se puede determinar construyendo una curva dosis-respuesta y examinando el efecto de diferentes concentraciones de antagonista en la reversión de la actividad del agonista. Los valores de CI50 se pueden calcular para un antagonista determinado determinando la concentración necesaria para inhibir la mitad de la respuesta biológica máxima del agonista. [4] Los valores de CI50 se pueden utilizar para comparar la potencia de dos antagonistas.
Los valores de CI50 dependen en gran medida de las condiciones en las que se miden. En general, una mayor concentración de inhibidor conduce a una menor actividad del agonista. El valor de CI50 aumenta a medida que aumenta la concentración del agonista. Además, dependiendo del tipo de inhibición, otros factores pueden influir en el valor de CI50 ; para las enzimas dependientes de ATP , el valor de CI50 tiene una interdependencia con la concentración de ATP, especialmente si la inhibición es competitiva . [ cita requerida ]
En este tipo de ensayo, se utiliza una única concentración de radioligando (normalmente un agonista) en cada tubo de ensayo. El ligando se utiliza a una concentración baja, normalmente igual o inferior a su valor K d . A continuación, se determina el nivel de unión específica del radioligando en presencia de un rango de concentraciones de otros compuestos no radiactivos competidores (normalmente antagonistas), con el fin de medir la potencia con la que compiten por la unión del radioligando. Las curvas de competencia también pueden ajustarse por ordenador a una función logística, como se describe en el apartado de ajuste directo.
En esta situación, la CI50 es la concentración del ligando competidor que desplaza el 50% de la unión específica del radioligando. El valor de la CI50 se convierte en una constante de inhibición absoluta Ki utilizando la ecuación de Cheng-Prusoff formulada por Yung-Chi Cheng y William Prusoff (véase Ki ) . [4] [5]
La CI50 no es un indicador directo de afinidad , aunque ambos pueden relacionarse al menos para agonistas y antagonistas competitivos mediante la ecuación de Cheng-Prusoff. [6] Para las reacciones enzimáticas, esta ecuación es:
donde K i es la afinidad de unión del inhibidor, IC 50 es la fuerza funcional del inhibidor, [S] es la concentración fija de sustrato y K m es la constante de Michaelis, es decir, la concentración de sustrato en la cual la actividad enzimática está a la mitad del máximo (pero frecuentemente se confunde con la afinidad del sustrato por la enzima, que no lo es).
Alternativamente, para las constantes de inhibición en los receptores celulares: [7]
donde [A] es la concentración fija de agonista y EC 50 es la concentración de agonista que da como resultado la mitad de la activación máxima del receptor. Mientras que el valor de IC 50 para un compuesto puede variar entre experimentos dependiendo de las condiciones experimentales (por ejemplo, concentraciones de sustrato y enzima), la Ki es un valor absoluto. Ki es la constante de inhibición para un fármaco; la concentración de ligando competidor en un ensayo de competencia que ocuparía el 50% de los receptores si no estuviera presente ningún ligando. [5]
La ecuación de Cheng-Prusoff produce buenas estimaciones en concentraciones altas de agonista, pero sobreestima o subestima la Ki en concentraciones bajas de agonista. En estas condiciones, se han recomendado otros análisis. [7]
![{\displaystyle K_{i}={\frac {{\ce {IC50}}}{1+{\frac {[S]}{K_{m}}}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/dd7b4c3bf8b01cdb6674cfec0f5b83f0f6538e70)
![{\displaystyle K_{i}={\frac {{\ce {IC50}}}{{\frac {[A]}{{\ce {EC50}}}}+1}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f956cdf163784d095119461d7fa1a2b472e48eb8)