Un anticuerpo de cadena pesada es un anticuerpo que consta solo de dos cadenas pesadas y carece de las dos cadenas ligeras que normalmente se encuentran en los anticuerpos.
En los anticuerpos comunes, la región de unión al antígeno consta de los dominios variables de las cadenas pesada y ligera (V H y V L ). Anticuerpos de cadena pesada puede unir antígenos a pesar de tener sólo V H dominios. Esta observación ha llevado al desarrollo de un nuevo tipo de fragmentos de anticuerpos con uso potencial como fármacos , los denominados anticuerpos de dominio único . [1]
Descubrimiento
En 1989, un grupo de biólogos dirigido por Raymond Hamers en la Universidad Libre de Bruselas investigó el sistema inmunológico de los dromedarios . Además de los anticuerpos de cuatro cadenas esperados, identificaron anticuerpos más simples que constan solo de dos cadenas pesadas. Este descubrimiento fue publicado en Nature en 1993. [2] En 1995, un equipo de investigación de la Universidad de Miami encontró un tipo diferente de anticuerpos de cadena pesada en tiburones . [3]
En peces cartilaginosos
El nuevo receptor de antígeno de inmunoglobulina ( IgNAR ) de los peces cartilaginosos (por ejemplo, los tiburones) es un anticuerpo de cadena pesada. IgNAR muestra diferencias estructurales significativas con otros anticuerpos. Tiene cinco dominios constantes ( CH ) por cadena en lugar de los tres habituales, varios enlaces disulfuro en posiciones inusuales y la región determinante de complementariedad 3 (CDR3) forma un bucle extendido que cubre el sitio que se une a una cadena ligera en otros anticuerpos. . Estas diferencias, en combinación con la edad filogenética de los peces cartilaginosos, han llevado a la hipótesis de que la IgNAR podría estar más estrechamente relacionada con una proteína de unión a antígeno primordial que las inmunoglobulinas de mamíferos . Para probar esta hipótesis, sería necesario descubrir IgNAR o anticuerpos similares en vertebrados que son filogenéticamente aún más antiguos, como la lamprea de pez sin mandíbula y el hagfish . [4] Los no vertebrados no tienen anticuerpos en absoluto.
Los tiburones, y posiblemente otros peces cartilaginosos, también tienen inmunoglobulina M (IgM) e inmunoglobulina W (IgW), ambos tipos con dos cadenas pesadas y dos ligeras. [5]
En camélidos
Los únicos mamíferos con anticuerpos de cadena pesada ( similares a IgG ) son camélidos como dromedarios, camellos , llamas y alpacas . [6] Este es un desarrollo secundario: las cadenas pesadas de estos anticuerpos han perdido uno de sus dominios constantes (C H 1) y sufrieron modificaciones en el dominio variable (V H ), ambos elementos estructurales necesarios para la unión de cadenas ligeras. En un subgrupo, el C H 1 que falta parece ser reemplazado por una región de bisagra extendida, como se muestra en la imagen. [1] [2] A pesar de su estructura general diferente, los anticuerpos de cadena pesada de camélidos comparten varias propiedades con IgNAR, por ejemplo, el bucle CDR3 extendido y la conformación de CDR1. Se ha razonado que estas similitudes se deben a requisitos funcionales o evolución convergente , más que a una relación genuina. [4]
Aproximadamente el 50% de los anticuerpos de los camélidos son del tipo de cadena pesada / ligera de los mamíferos ordinarios. [7] No se sabe si algún tipo de animal tiene solo anticuerpos de cadena pesada y carece por completo del tipo común con dos cadenas pesadas y dos cadenas ligeras.
Se ha descubierto que los anticuerpos de camélidos de cadena pesada son tan específicos como un anticuerpo normal y, en algunos casos, son más robustos. Además, se aíslan fácilmente utilizando el mismo procedimiento de cribado de fagos utilizado para los anticuerpos tradicionales, lo que les permite cultivar ex vivo en grandes concentraciones. El tamaño más pequeño y el dominio único hacen que estos anticuerpos sean más fáciles de transformar en células bacterianas para la producción a granel, lo que los hace ideales para fines de investigación. [8]
Referencias
- ^ a b Harmsen, MM; Haard, HJ (2007). "Propiedades, producción y aplicaciones de fragmentos de anticuerpos de un solo dominio de camélidos" . Microbiología y Biotecnología Aplicadas . 77 (1): 13-22. doi : 10.1007 / s00253-007-1142-2 . PMC 2039825 . PMID 17704915 .
- ^ a b Hamers-Casterman, C; Atarhouch, T; Muyldermans, S; Robinson, G; Hamers, C; Songa, EB; Bendahman, N; Hamers, R (3 de junio de 1993). "Anticuerpos naturales desprovistos de cadenas ligeras". Naturaleza . 363 (6428): 446–8. Código Bibliográfico : 1993Natur.363..446H . doi : 10.1038 / 363446a0 . PMID 8502296 .
- ^ Greenberg, AS; Ávila, D .; Hughes, M .; Hughes, A .; McKinney, EC; Flajnik, MF (1995). "Una nueva familia de genes del receptor de antígeno que sufre reordenamiento y amplia diversificación somática en tiburones". Naturaleza . 374 (6518): 168-173. Código Bibliográfico : 1995Natur.374..168G . doi : 10.1038 / 374168a0 . PMID 7877689 .
- ^ a b Stanfield, R .; Dooley, H .; Flajnik, M .; Wilson, I. (2004). "Estructura cristalina de una región V de anticuerpo de dominio único de tiburón en complejo con lisozima". Ciencia . 305 (5691): 1770–1773. Código Bibliográfico : 2004Sci ... 305.1770S . doi : 10.1126 / science.1101148 . PMID 15319492 .
- ^ Flajnik, MF; Dooley, H. (2009). La generación y selección de bibliotecas de dominio único, región V de tiburones nodriza . Métodos en Biología Molecular. 562 . págs. 71–82. doi : 10.1007 / 978-1-60327-302-2_6 . ISBN 978-1-60327-301-5. PMID 19554288 .
- ^ Conrath, KE; Wernery, U .; Muyldermans, S .; Nguyen, VK (2003). "Aparición y evolución de anticuerpos funcionales de cadena pesada en Camelidae". Inmunología del desarrollo y comparada . 27 (2): 87–103. doi : 10.1016 / S0145-305X (02) 00071-X . PMID 12543123 .
- ^ "Nanocuerpos" . Nanobody.org. 2006.
- ^ Ghannam, A., Kumari, S., Muyldermans, S. y Abbady, AQ (2015). Nanocuerpos de camélidos con alta afinidad por el virus del moteado de la haba: una posible herramienta prometedora para inmunomodular la resistencia de las plantas contra los virus. Biología molecular vegetal, 1-15.
enlaces externos
- Wikilite: Biología de las cadenas ligeras de inmunoglobulinas