Fragmento variable de cadena simple

Un fragmento variable de cadena simple ( scFv ) no es en realidad un fragmento de un anticuerpo, sino una proteína de fusión de las regiones variables de las cadenas pesadas (V _H ) y ligeras (V _L ) de las inmunoglobulinas , conectadas por un corto enlace peptídico de entre diez y veinticinco aminoácidos aproximadamente . ^{[ 1 ]}

Cada fragmento variable contiene regiones de marco (FWR) , que proporcionan estabilidad a la estructura, y regiones determinantes de la complementariedad (CDR) , que son las regiones responsables del reconocimiento del antígeno ^{[ 2 ]} .

El enlazador suele ser rico en glicina , que proporciona flexibilidad, así como en serina o treonina , que proporcionan solubilidad. El enlazador peptídico puede conectar el extremo N-terminal de V _H con el extremo C-terminal de V _L , o viceversa ^{[ 3 ]} , pero se ha descrito que los cambios en la orientación de V _H , el enlazador peptídico y V _L afectan la afinidad y especificidad de scFv ^{[ 2 ]} .

Esta proteína conserva la especificidad de la inmunoglobulina original, a pesar de la eliminación de las regiones constantes y la introducción del enlazador. ^{[ 4 ]} La imagen de la derecha muestra cómo esta modificación generalmente no altera la especificidad.

Estas moléculas se crearon para facilitar la presentación en fagos , donde resulta muy conveniente expresar el dominio de unión al antígeno como un único péptido. Como alternativa, los scFv pueden crearse directamente a partir de cadenas pesadas y ligeras subclonadas derivadas de un hibridoma . Los scFv tienen múltiples aplicaciones, como la citometría de flujo , la inmunohistoquímica y como dominios de unión al antígeno de las células CAR-T .

A diferencia de los anticuerpos monoclonales , que a menudo se producen en cultivos de células de mamíferos, los scFv se producen con mayor frecuencia en cultivos de células bacterianas como E. coli . ^{[ 4 ]}

Los fragmentos variables de cadena simple carecen de la región Fc constante presente en las moléculas de anticuerpos completas y, por lo tanto, los sitios de unión comunes (p. ej., proteína G ) no pueden utilizarse para purificar anticuerpos. Estos fragmentos a menudo pueden purificarse o inmovilizarse utilizando la proteína L , ya que esta interactúa con la región variable de las cadenas ligeras kappa. Más comúnmente, los científicos incorporan una etiqueta de seis histidinas en el extremo C-terminal de la molécula scFv y las purifican mediante cromatografía de afinidad de metales inmovilizados (IMAC). Algunos scFv también pueden ser capturados por la proteína A si contienen un dominio VH3 humano. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

Los fragmentos variables de cadena simple divalentes (o bivalentes ) (di-scFvs, bi-scFvs) pueden diseñarse mediante la unión de dos scFvs. Esto puede hacerse produciendo una cadena peptídica única con dos regiones V _H y dos V _{L , obteniendo} scFvs en tándem . ^{[ 8 ] [ 9 ]} Otra posibilidad es la creación de scFvs con péptidos enlazadores demasiado cortos para que las dos regiones variables se plieguen juntas (aproximadamente cinco aminoácidos), lo que obliga a los scFvs a dimerizarse. Este tipo se conoce como diabodies . ^{[ 10 ]} Se ha demostrado que los diabodies tienen constantes de disociación hasta 40 veces menores que los scFvs correspondientes, lo que significa que tienen una afinidad mucho mayor por su objetivo. En consecuencia, los fármacos diabody podrían administrarse en dosis mucho menores que otros anticuerpos terapéuticos y son capaces de dirigirse a tumores in vivo de forma altamente específica . ^{[ 11 ]} Los enlazadores aún más cortos (uno o dos aminoácidos) conducen a la formación de trímeros, denominados tricuerpos o tribodies . También se han producido tetrabodies . Estos exhiben una afinidad aún mayor por sus dianas que los diabodies. ^{[ 12 ]}

Todos estos formatos pueden estar compuestos de fragmentos variables con especificidad para dos antígenos diferentes, en cuyo caso son tipos de anticuerpos biespecíficos . ^{[ 13 ] [ 14 ]} Los más desarrollados de estos son los di-scFv biespecíficos en tándem, conocidos como activadores de células T biespecíficos (constructos de anticuerpos BiTE).

• Pexelizumab , un scFv que se une al componente 5 del sistema del complemento y está diseñado para reducir los efectos secundarios de la cirugía cardíaca ^{[ 15 ].}
• C6.5, un diabody dirigido a HER2/neu ^{[ 11 ]} encontrado en algunos cánceres de mama
• Brolucizumab , un scFV que se une al VEGF-A y se utiliza para tratar la degeneración macular húmeda relacionada con la edad.
• G6A , un scFV que se une a la Hsp70.1 humana, puede utilizarse para identificar esta proteína como un posible marcador en diversos tipos de cáncer. ^{[ 5 ]}