Visualizza wikitesto di IC50

[[File:IC50 determination illustration.png|thumb|Rappresentazione grafica della misura IC<sub>50</sub> dell'inibizione dell'attività enzimatica da parte di una piccola molecola ("farmaco"). Sono state testate quattro diverse concentrazioni della piccola molecola (da 30 a 300 μM).]]

'''IC<sub>50</sub>''' o '''concentrazione inibente''' è la [[Concentrazione (chimica)|concentrazione]] di un [[inibitore enzimatico]] ([[farmaco]], [[tossina]] o [[veleno]], ecc.) necessaria per inibire ''[[in vitro]]'' il 50% del bersaglio in esame (processo o componente biologico: [[enzima]], [[cellula]], [[recettore (biochimica)|recettore]] o [[microrganismo]]).<ref name=FDA>{{cita web|autore=Hoetelmans RM |città=Amsterdam | editore = Slotervaart Hospital | via = U.S. Food and Drug Administration | url = https://www.fda.gov/ohrms/dockets/ac/00/slides/3621s1d/sld036.htm |titolo=IC50 versus EC50 |serie=PK-PD relationships for anti-retroviral drugs |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20170528053210/https://www.fda.gov/ohrms/dockets/ac/00/slides/3621s1d/sld036.htm }}</ref> I valori dell'IC<sub>50</sub> sono tipicamente espressi con la [[concentrazione molare]].

L'IC<sub>50</sub> è perciò un parametro utilizzato per valutare l'efficacia di una sostanza nell'inibire il target ed è uno dei metodi comunemente usati nella ricerca [[farmacologia|farmacologica]] per misurare la potenza di un antagonista.

Nella ricerca farmacologica, l'IC<sub>50</sub> (concentrazione inibitoria del 50%) è comunemente usato come misura della [[potenza (farmacologia)|potenza]] di un farmaco antagonista. L'IC<sub>50</sub> è paragonabile ad altre misure di potenza, come l'[[EC50|EC<sub>50</sub>]] (concentrazione efficace del 50%) per i farmaci eccitatori. Infatti, l'EC<sub>50</sub> rappresenta la dose o la concentrazione [[plasma (biologia)|plasmatica]] necessaria per ottenere il 50% di un effetto massimo ''[[in vivo]]''.<ref name=FDA />

L'IC<sub>50</sub> non è un indicatore diretto dell'[[ligando (biochimica)|affinità chimica]], sebbene i due possano essere correlati almeno per quanto concerne i ligandi [[agonista|agonisti]] e [[antagonista (biochimica)|antagonisti]] di tipo competitivo, mediante l'equazione di Cheng-Prusoff.<ref name="cheng">{{Cita pubblicazione|autore=Cheng Y, Prusoff WH |titolo=Relationship between the inhibition constant (K1) and the concentration of inhibitor which causes 50 per cent inhibition (I50) of an enzymatic reaction |rivista=Biochemical Pharmacology | volume = 22 | numero = 23 |pp=3099-108 |data=dicembre 1973 | pmid = 4202581 | doi = 10.1016/0006-2952(73)90196-2 }}</ref>

A volte, i valori dell'IC<sub>50</sub> sono convertiti nella scala '''pIC<sub>50</sub>''':
:<math chem="">\ce{pIC_{50}} = -\log_{10} \ce{(IC_{50})}</math>
A causa del segno meno, valori più alti di pIC 50 indicano inibitori esponenzialmente più potenti. Il pIC 50 è solitamente espresso in termini di concentrazione molare ([[mole|mol]]/[[litro|L]] o M), e quindi richiede che l'IC<sub>50</sub> sia espresso in unità di M.<ref name="stewart">{{Cita pubblicazione|autore=Stewart MJ, Watson ID |titolo=Standard units for expressing drug concentrations in biological fluids |rivista=British Journal of Clinical Pharmacology | volume = 16 | numero = 1 |pp=3-7 |data=luglio 1983 | pmid = 6882621 | pmc = 1427960 | doi = 10.1111/j.1365-2125.1983.tb02136.x }}</ref>

L'IC<sub>50</sub> è utilizzato anche per alcune misure comportamentali ''in vivo''.<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Robinson SF, Marks MJ, Collins AC |titolo=Inbred mouse strains vary in oral self-selection of nicotine |rivista=Psychopharmacology | volume = 124 | numero = 4 |pp=332-9 |data=aprile 1996 | pmid = 8739548 | doi = 10.1007/bf02247438 }}</ref>

L'IC<sub>50</sub> è espresso secondo la seguente formula (1):

<math>
\mathit{IC}_{50} = \left[1+\frac{[\mathrm{Substrato}]}{K_{\mathrm{m}}}\right] \times K_{\mathrm{i}}
</math>

dove:
*''K''<sub>i</sub> è l'affinita di legame dell'inibitore
*''K''<sub>m</sub> è la [[Cinetica di Michaelis-Menten|costante di Michaelis-Menten]]

L'IC<sub>50</sub> di un farmaco può essere determinato costruendo una [[relazione dose-risposta|curva dose-risposta]] ed esaminando l'effetto di diverse concentrazioni di antagonista sull'inversione dell'attività dell'agonista. Per un dato antagonista, i valori di IC<sub>50</sub> possono essere calcolati determinando la concentrazione necessaria per inibire la metà della risposta biologica massima dell'agonista.<ref name="web" /> I valori di IC50 possono essere utilizzati per confrontare la potenza di due antagonisti.

I valori di IC<sub>50</sub> dipendono molto dalle condizioni in cui vengono misurati. In generale, una maggiore concentrazione di inibitore porta a una minore attività dell'agonista. Il valore di IC<sub>50</sub> aumenta all'aumentare della concentrazione dell'agonista. Inoltre, a seconda del tipo di inibizione, altri fattori possono influenzare il valore della misura; per gli enzimi dipendenti dall'[[adenosina trifosfato|ATP]], il valore di IC<sub>50</sub> ha un'interdipendenza con la concentrazione di ATP, soprattutto se l'inibizione è di tipo competitivo.{{Senza fonte}}

==IC<sub>50</sub> e affinità==
===Equazione di Cheng-Prusoff===
In termini equivalenti e più formali della formula (1), l'equazione di Cheng-Prusoff per le [[reazione chimica|reazioni]] [[enzima]]tiche è:
:<math chem=""> K_i = \frac\ce{IC50}{1+\frac{[S]}{K_m}} </math>

:dove:
* K<sub>i</sub>  è l'affinità chimica dell'[[inibitore enzimatico|inibitore]];
* IC<sub>50</sub> è la resistenza funzionale dell'inibitore;
* [S] è la concentrazione fissa di [[substrato (biochimica)|substrato]];
* K<sub>m</sub> è la costante di Michelis-Menten, cioè la concentrazione di substrato alla quale l'attività enzimatica è pari a metà del massimo (ma è spesso confusa con l'affinità del substrato per l'enzima, che è cosa differente).

In alternativa, per le costanti di inibizione ai [[recettore (biochimica)|recettori]] cellulari:<ref name="Lazareno">{{Cita pubblicazione|autore=Lazareno S, Birdsall NJ |titolo=Estimation of competitive antagonist affinity from functional inhibition curves using the Gaddum, Schild and Cheng-Prusoff equations |rivista=British Journal of Pharmacology | volume = 109 | numero = 4 |pp=1110-9 |data=agosto 1993 | pmid = 8401922 | pmc = 2175764 | doi = 10.1111/j.1476-5381.1993.tb13737.x }}</ref>

:<math chem=""> K_i = \frac\ce{IC50}{\frac{[A]}\ce{EC50}+1} </math>

:dove:
* [A] è la concentrazione fissa dell'agonista;
* EC<sub>50</sub> è la concentrazione dell'agonista che si traduce in un'attivazione del recettore al 50%. Mentre il valore IC<sub>50</sub> di un [[composto chimico|composto]] può variare tra un esperimento e l'altro a seconda delle condizioni sperimentali (ad esempio, concentrazione del substrato e dell'enzima), il K<sub>i</sub> è un [[valore assoluto]]. Il K<sub>i</sub> è la costante di inibizione di un farmaco, ovvero, in un test competitivo, la concentrazione del ligando concorrente che occuperebbe il 50% dei recettori se non fosse presente alcun ligando.<ref name="Glaxo" />

L'equazione di Cheng-Prusoff produce buone stime ad alte concentrazioni di agonisti, mentre non è una buona approssimazione (sovrastima o sottostima) K<sub>i</sub> per basse concentrazioni di agonisti. In queste condizioni, sono state raccomandate altre analisi.<ref name="Lazareno" />

===Affinità competitiva===
In questo tipo di analisi, in ogni provetta viene utilizzata una singola concentrazione di radioligando (di solito un agonista). Il ligando viene utilizzato a bassa concentrazione, di solito pari o inferiore al suo valore K<sub>d</sub>. Il livello di legame specifico del radioligando viene quindi determinato in presenza di una serie di concentrazioni di altri composti non radioattivi concorrenti (solitamente antagonisti), al fine di misurare la potenza con cui competono per il legame del radioligando. Le curve di competizione possono anche essere adattate al computer a una [[curva logistica|funzione logistica]] come descritto nel ''[[Curve fitting|fitting]]'' diretto.

In questo caso, l'IC<sub>50</sub> è la concentrazione del ligando concorrente che sposta il 50% del legame specifico del radioligando. Il valore IC<sub>50</sub> viene convertito in una costante di inibizione assoluta K<sub>i</sub> utilizzando l'equazione di Cheng-Prusoff formulata da Yung-Chi Cheng e William Prusoff (vedi K<sub>i</sub>).<ref name="web">{{Cita libro|autore=Beck B, Chen YF, Dere W, Devanarayan V, Eastwood BJ, Farmen MW, Iturria SJ, Iversen PW, Kahl SD, Moore RA, Sawyer BD |capitolo=Assay Operations for SAR Support |data=novembre 2017 |urlcapitolo=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK91994/ |titolo=Assay Guidance Manual | editore =  Eli Lilly & Company and the National Center for Advancing Translational Sciences | pmid = 22553866 }}</ref><ref name="Glaxo">{{cita web|titolo=Receptor binding techniques: competition (inhibition or displacement) assays | url = http://www.pdg.cnb.uam.es/cursos/Barcelona2002/pages/Farmac/Comput_Lab/Guia_Glaxo/chap3c.html |opera=Pharmacology Guide | editore = Glaxo Wellcome | accesso=5 ottobre 2007 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20110104131945/http://www.pdg.cnb.uam.es/cursos/Barcelona2002/pages/Farmac/Comput_Lab/Guia_Glaxo/chap3c.html |urlmorto=si }}</ref>

==Note==
<references/>

==Voci correlate==
*[[Enzima]]
*[[Inibitore enzimatico]]
*[[Cinetica di Michaelis-Menten]]
*[[Costante di Michaelis-Menten]]
*[[EC50]], [[DL50]], [[Costante di equilibrio]]
{{Portale|biologia|chimica}}

[[Categoria:Enzimologia]]