Mittlere inhibitorische Konzentration
Englisch: half maximal inhibitory concentration, IC50
Definition
Die mittlere inhibitorische Konzentration, kurz IC50, ist ein Maß für die Wirkstärke, mit der eine Substanz einen biochemischen Stoff (z.B. ein Enzym) bzw. die von ihm abhängige biochemische Reaktion in vitro hemmt. Sie entspricht der Konzentration des Hemmstoffs (Inhibitor), bei der die Hälfte (50%) der maximal möglichen Hemmung erreicht wird.
Die entsprechende Konzentration in vivo wird als mittlere effektive Konzentration (EC50) bezeichnet.
Hintergrund
Die IC50 kann auch im Zusammenhang mit komplexeren biologischen Vorgängen verwendet werden, z.B. in Bezug auf das Zell- oder Koloniewachstum oder das Verhalten von Versuchstieren.
Berechnung
Die mittlere inhibitorische Konzentration lässt sich nach folgender Formel berechnen:
- IC50 = (1 + [S]/Km) * Ki
mit: [S] = Substratkonzentration; Km = Michaeliskonstante; Ki = Dissoziationskonstante des Enzym-Inhibitor-Komplexes
Einheit
Die IC50 wird in Mol, in der Regel in Nanomol (nM) oder Mikromol (µM), angegeben. Häufig wird statt des IC50 der pIC50-Wert verwendet. Er entspricht dem negativen dekadischen Logarithmus der Konzentration in mol/l.
Pharmakologie
Da die Dosis-Wirkungs-Kurve S-förmig verläuft, ist die Wirkstoffkonzentration, bei der eine maximale Inhibition erreicht wird, vergleichsweise hoch. Daher wählt man mit der IC50 einen Wert nahe dem Wendepunkt der Kurve. IC50-Werte verwendet man in der Pharmakologie meist, um die therapeutische Potenz von zwei Wirkstoffen (z.B. von zwei Tyrosinkinaseinhibitoren) zu vergleichen. Je geringer der IC50-Wert, desto höher ist die therapeutische Potenz eines Wirkstoffs.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, die IC50 eines Hemmstoffs zu bestimmen. Eine Möglichkeit ist die Messung der Umkehreffekte, die unterschiedliche Konzentrationen des Hemmstoffs auf die Aktivität des Agonisten haben. Die IC50 entspricht dann der Konzentration des Inhibitors, bei der die Hälfte der maximalen biologischen Antwort auf den Agonisten gehemmt wird.
Der IC50-Wert ist dabei stark von den Messbedingungen abhängig. Er steigt beispielsweise an, wenn die Konzentration des Agonisten erhöht wird.
Quellen
- Müller-Ester W. et al.: Biochemie: Eine Einführung für Mediziner und Naturwissenschaftler. Springer Verlag 2017, 3. Auflage
- Kalliokoski T. et al.: Comparability of mixed IC50 data - a statistical analysis. PLoS One PMID 23613770