Anticuerpo de cadena pesada

Un anticuerpo de cadena pesada es un anticuerpo que consta únicamente 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 pesadas y ligeras (V _H y V _L ). Los anticuerpos de cadena pesada pueden unirse a antígenos a pesar de tener solo dominios V _H. Esta observación ha llevado al desarrollo de un nuevo tipo de fragmentos de anticuerpos con potencial uso como fármacos , los llamados anticuerpos de dominio único . ^{[ 1 ]}

En 1989, un grupo de biólogos liderado por Raymond Hamers en la Universidad Libre de Bruselas investigó el sistema inmunitario de los dromedarios . Además de los anticuerpos de cuatro cadenas esperados, identificaron anticuerpos más simples que consistían únicamente en dos cadenas pesadas. Este descubrimiento se publicó 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 ]}

El receptor de antígeno nuevo de inmunoglobulina ( IgNAR ) de los peces cartilaginosos (por ejemplo, los tiburones) es un anticuerpo de cadena pesada. El IgNAR muestra diferencias estructurales significativas con respecto a otros anticuerpos. Tiene cinco dominios constantes (C _H ) por cadena en lugar de los tres habituales, varios enlaces disulfuro en posiciones inusuales, y la región determinante de la 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 el IgNAR podría estar más estrechamente relacionado con una proteína primordial de unión a antígenos que las inmunoglobulinas de los mamíferos . Para probar esta hipótesis, sería necesario descubrir IgNAR o anticuerpos similares en vertebrados que son filogenéticamente aún más antiguos, como los peces sin mandíbulas lamprea y mixino . ^{[ 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 ]}

Los únicos mamíferos con anticuerpos de cadena pesada ( similares a IgG ) son los camélidos, como los dromedarios, los camellos , las llamas y las alpacas . ^{[ 6 ]} Este es un desarrollo secundario: las cadenas pesadas de estos anticuerpos han perdido uno de sus dominios constantes (C _H 1) y han sufrido modificaciones en el dominio variable (V _H ), ambos elementos estructurales necesarios para la unión de las cadenas ligeras. En un subgrupo, el C _H 1 faltante parece ser reemplazado por una región de bisagra extendida, como se muestra en la imagen. ^{[ 1 ] [ 2 ]} A pesar de su diferente estructura general, los anticuerpos de cadena pesada de camélidos comparten varias propiedades con IgNAR, por ejemplo, el bucle CDR3 extendido y la conformación del 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 en los camélidos son del tipo común de cadena pesada/ligera de los mamíferos. ^{[ 7 ]} Se desconoce si algún tipo de animal tiene solo anticuerpos de cadena pesada y carece por completo del tipo común con dos cadenas pesadas y dos ligeras.

Se ha descubierto que los anticuerpos de cadena pesada de camélidos son tan específicos como un anticuerpo normal y, en algunos casos, incluso más robustos. Además, se aíslan fácilmente mediante el mismo procedimiento de selección de fagos que se utiliza para los anticuerpos tradicionales, lo que permite cultivarlos ex vivo en grandes concentraciones. Se han creado bibliotecas V _{H H} de camello dromedario con presentación en fagos para aislar anticuerpos de dominio único contra el SARS-CoV-2 y otras infecciones virales. Su menor tamaño y dominio único facilitan la transformación de estos anticuerpos en células bacterianas para la producción a gran escala, lo que los hace ideales para fines de investigación. ^{[ 8 ]}

• Wikilite: Biología de las cadenas ligeras de inmunoglobulina. Archivado el 13 de enero de 2015 en Wayback Machine.