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 .

Unlike monoclonal antibodies, which are often produced in mammalian cell cultures, scFvs are more often produced in bacteria cell cultures such as E. coli.^[4]

Single-chain variable fragments lack the constant Fc region found in complete antibody molecules, and, thus, the common binding sites (e.g., protein G) cannot be used to purify antibodies. These fragments can often be purified or immobilized using protein L, since protein L interacts with the variable region of kappa light chains. More commonly, scientists incorporate a six histidine tag on the c-terminus of the scFv molecule and purify them using immobilized metal affinity chromatography (IMAC). Some scFv can also be captured by protein A if they contain a human VH3 domain.^[5][6][7]

Divalent (or bivalent) single-chain variable fragments (di-scFvs, bi-scFvs) can be engineered by linking two scFvs. This can be done by producing a single peptide chain with two V_H and two V_L regions, yielding tandem scFvs.^[8][9] Another possibility is the creation of scFvs with linker peptides that are too short for the two variable regions to fold together (about five amino acids), forcing scFvs to dimerize. This type is known as diabodies.^[10] Diabodies have been shown to have dissociation constants up to 40-fold lower than corresponding scFvs, meaning that they have a much higher affinity to their target. Consequently, diabody drugs could be dosed much lower than other therapeutic antibodies and are capable of highly specific targeting of tumors in vivo.^[11] Still shorter linkers (one or two amino acids) lead to the formation of trimers, so-called triabodies or tribodies. Tetrabodies have also been produced. They exhibit an even higher affinity to their targets than 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 ]}