Diagrama esquemático de un anticuerpo típico que muestra dos cadenas pesadas de Ig (violeta) unidas por enlaces disulfuro a dos cadenas ligeras de Ig (verde). Se muestran los dominios constante (C) y variable (V).Molécula de anticuerpo. Las dos cadenas pesadas están coloreadas de rojo y azul y las dos cadenas ligeras de verde y amarillo. [1]
La cadena pesada de inmunoglobulina ( IgH ) es la subunidad polipeptídica grande de un anticuerpo (inmunoglobulina). En el genoma humano, los loci del gen IgH se encuentran en el cromosoma 14.
Un anticuerpo típico se compone de dos cadenas pesadas de inmunoglobulina (Ig) y dos cadenas ligeras de Ig . Existen varios tipos diferentes de cadena pesada que definen la clase o isotipo de un anticuerpo. Estos tipos de cadena pesada varían entre diferentes animales. Todas las cadenas pesadas contienen una serie de dominios de inmunoglobulina , generalmente con un dominio variable (V H ) que es importante para la unión del antígeno y varios dominios constantes (C H 1, C H 2, etc.). La producción de una cadena pesada viable es un paso clave en la maduración de las células B. Si la cadena pesada puede unirse a una cadena ligera sustituta y moverse a la membrana plasmática, entonces la célula B en desarrollo puede comenzar a producir su cadena ligera. [2]
La cadena pesada no siempre tiene que unirse a una cadena ligera. Los linfocitos pre-B pueden sintetizar una cadena pesada en ausencia de una cadena ligera, lo que permite que la cadena pesada se una a una proteína de unión a la cadena pesada. [3]
En los mamíferos
Clases
Hay cinco tipos de cadena pesada de inmunoglobulina de mamíferos: γ, δ, α, μ y ε. [4] Definen clases de inmunoglobulinas: IgG , IgD , IgA , IgM e IgE , respectivamente.
Las cadenas pesadas α y γ tienen aproximadamente 450 aminoácidos.
Las cadenas pesadas μ y ε tienen aproximadamente 550 aminoácidos. [4]
Regiones
Cada cadena pesada tiene dos regiones:
una región constante (que es la misma para todas las inmunoglobulinas de la misma clase pero difiere entre clases).
Las cadenas pesadas γ, α y δ tienen una región constante compuesta por tres dominios de inmunoglobulina en tándem (en una línea uno al lado del otro), pero también tienen una región de bisagra para mayor flexibilidad. [5]
Las cadenas pesadas μ y ε tienen una región constante compuesta por cuatro dominios. [4]
una región variable que difiere entre diferentes células B , pero es la misma para todas las inmunoglobulinas producidas por la misma célula B o clon de célula B. El dominio variable de cualquier cadena pesada está compuesto por un solo dominio de inmunoglobulina. Estos dominios tienen alrededor de 110 aminoácidos de longitud. [6]
Vacas
Las vacas, específicamente Bos taurus , muestran una variación del tema general de los mamíferos en el que la región CDR H3 de la cadena pesada se ha adaptado para producir un repertorio divergente de anticuerpos que presentan una superficie de interacción con el antígeno de "tallo y perilla" en lugar de la superficie de punta bivalente más familiar. [7] La CDR bovina es inusualmente larga y contiene atributos de secuencia únicos que respaldan la producción de residuos de cisteína pareados durante la hipermutación somática . [7] Por lo tanto, donde en los humanos el paso de hipermutación somática apunta al proceso de recombinación V(D)J , el objetivo en las vacas está en la creación de diversos enlaces disulfuro y la generación de conjuntos únicos de bucles que interactúan con el antígeno. [7] Un impulsor evolutivo especulado para esta variación es la presencia de un entorno microbiano mucho más diverso en el sistema digestivo de la vaca como consecuencia de ser rumiantes . [7]
En pescado
Los peces con mandíbulas parecen ser los animales más primitivos capaces de producir anticuerpos como los descritos para los mamíferos. [8] Sin embargo, los peces no tienen el mismo repertorio de anticuerpos que poseen los mamíferos. [9] Hasta ahora se han identificado tres cadenas pesadas de Ig distintas en los peces óseos .
La primera cadena pesada identificada fue la μ (o mu ), que está presente en todos los peces con mandíbulas y es la cadena pesada de lo que se cree que es la inmunoglobulina primordial. El anticuerpo resultante, IgM, se secreta como un tetrámero en los peces teleósteos en lugar del pentámero típico que se encuentra en los mamíferos y los tiburones. [ cita requerida ]
La cadena pesada (δ) de IgD se identificó inicialmente en el bagre de canal y el salmón del Atlántico y ahora está bien documentada para muchos peces teleósteos. [10]
El tercer gen de la cadena pesada de Ig de los teleósteos fue identificado muy recientemente y no se parece a ninguna de las cadenas pesadas descritas hasta ahora para los mamíferos. Esta cadena pesada, identificada tanto en la trucha arcoíris (τ) [11] como en el pez cebra (ζ), [12] podría formar potencialmente un isotipo de anticuerpo distinto (IgT o IgZ) que podría preceder a la IgM en términos evolutivos.
De manera similar a la situación observada en los peces óseos, se han identificado tres isotipos distintos de cadena pesada de Ig en los peces cartilaginosos . Con la excepción de μ, estos isotipos de cadena pesada de Ig parecen ser exclusivos de los peces cartilaginosos. Los anticuerpos resultantes se denominan IgW (también llamado IgX o IgNARC) e IgNAR ( receptor de nuevo antígeno de inmunoglobulina ). [13] [14] El último tipo es un anticuerpo de cadena pesada , un anticuerpo que carece de cadenas ligeras, y se puede utilizar para producir anticuerpos de dominio único , que son esencialmente el dominio variable (V NAR ) de un IgNAR. [15] [16] [17] Los anticuerpos de dominio único de tiburón (V NAR ) para antígenos tumorales o virales se pueden aislar de una gran biblioteca de V NAR de tiburón nodriza ingenua utilizando tecnología de visualización de fagos . [16] [18]
Ahora también se ha encontrado IgW en el grupo de peces con aletas lobuladas, incluidos el celacanto y el pez pulmonado. La IgW1 y la IgW2 en el celacanto tienen una estructura (VD)n-Jn-C habitual, además de tener una gran cantidad de dominios constantes. [19] [20]
^ "Copia archivada". Archivado desde el original el 19 de abril de 2007. Consultado el 20 de abril de 2007 .{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )[ Se necesita cita completa ]
^ Mårtensson, IL; Ceredig, R (23 de enero de 2017). "Función de la cadena ligera sustituta y del receptor de células pre-B en el desarrollo de células B en ratones". Inmunología . 101 (4): 435–441. doi :10.1046/j.1365-2567.2000.00151.x. ISSN 0019-2805. PMC 2327112 . PMID 11122446.
^ Haas, Ingrid G.; Wabl, Matthias (1983). "Proteína de unión a la cadena pesada de inmunoglobulina". Nature . 306 (5941): 387–9. Código Bibliográfico :1983Natur.306..387H. doi :10.1038/306387a0. PMID 6417546. S2CID 4247626.
^ abc Janeway CA, Jr. ; et al. (2001). Inmunobiología (quinta edición). Garland Publishing. ISBN0-8153-3642-X. (texto completo electrónico vía NCBI Bookshelf).[ página necesaria ]
^ Woof, Jenny M.; Burton, Dennis R. (2004). "Interacciones entre anticuerpos humanos y receptores Fc iluminadas por estructuras cristalinas". Nature Reviews Immunology . 4 (2): 89–99. doi :10.1038/nri1266. PMID 15040582. S2CID 30584218.
^ "The Biology Project". Estructura de los anticuerpos . Universidad de Arizona . Consultado el 27 de mayo de 2020 .
^ abcd Wang, Feng; Ekiert, Damian C.; Ahmad, Insha; Yu, Wenli; Zhang, Yong; Bazirgan, Omar; Torkamani, Ali; Raudsepp, Terje; Mwangi, Waithaka; Criscitiello, Michael F.; Wilson, Ian A.; Schultz, Peter G.; Smider, Vaughn V. (2013). "Remodelando la diversidad de anticuerpos". Cell . 153 (6): 1379–93. doi :10.1016/j.cell.2013.04.049. PMC 4007204 . PMID 23746848.
^ Bengtén, Eva; Clem, L. William; Miller, Norman W.; Warr, Gregory W.; Wilson, Melanie (2006). "Inmunoglobulinas del bagre de canal: repertorio y expresión". Inmunología comparada y del desarrollo . 30 (1–2): 77–92. doi :10.1016/j.dci.2005.06.016. PMID 16153707.
^ Solem, Stein Tore; Stenvik, Jørgen (2006). "Desarrollo del repertorio de anticuerpos en teleósteos: una revisión con énfasis en los salmónidos y Gadus morhua L". Inmunología comparada y del desarrollo . 30 (1–2): 57–76. doi :10.1016/j.dci.2005.06.007. PMID 16084588.
^ Hansen, JD; Landis, ED; Phillips, RB (2005). "Descubrimiento de un isotipo único de cadena pesada de Ig (IgT) en la trucha arcoíris: implicaciones para una vía de desarrollo de células B distintiva en peces teleósteos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 102 (19): 6919–6924. Bibcode :2005PNAS..102.6919H. doi : 10.1073/pnas.0500027102 . JSTOR 3375456. PMC 1100771 . PMID 15863615.
^ Danilova, Nadia; Bussmann, Jeroen; Jekosch, Kerstin; Steiner, Lisa A (2005). "El locus de la cadena pesada de inmunoglobulina en el pez cebra: identificación y expresión de un isotipo previamente desconocido, la inmunoglobulina Z". Nature Immunology . 6 (3): 295–302. doi :10.1038/ni1166. PMID 15685175. S2CID 5543330.
^ Dooley, H.; Flajnik, MF (2006). "Desarrollo del repertorio de anticuerpos en peces cartilaginosos". Inmunología comparada y del desarrollo . 30 (1–2): 43–56. doi :10.1016/j.dci.2005.06.022. PMID 16146649.
^ Simmons, David P.; Abregu, Fiona A.; Krishnan, Usha V.; Proll, David F.; Streltsov, Victor A.; Doughty, Larissa; Hattarki, Meghan K.; Nuttall, Stewart D. (2006). "Estrategias de dimerización para fragmentos de anticuerpos de dominio único IgNAR de tiburón". Journal of Immunological Methods . 315 (1–2): 171–84. doi :10.1016/j.jim.2006.07.019. PMID 16962608.
^ Wesolowski, Janusz; Alzogaray, Vanina; Reyelt, Jan; Unger, Mandy; Juarez, Karla; Urrutia, Mariela; Cauerhff, Ana; Danquah, Welbeck; Rissiek, Björn; Scheuplein, Felix; Schwarz, Nicole; Adriouch, Sahil; Boyer, Olivier; Seman, Michel; Licea, Alexei; Serreze, David V.; Goldbaum, Fernando A.; Haag, Friedrich; Koch-Nolte, Friedrich (2009). "Anticuerpos de dominio único: herramientas experimentales y terapéuticas prometedoras en infección e inmunidad". Microbiología médica e inmunología . 198 (3): 157–74. doi :10.1007/s00430-009-0116-7. PMC 2714450 . PMID 19529959.
^ ab Feng, Mingqian; Bian, Hejiao; Wu, Xiaolin; Fu, Tianyun; Fu, Ying; Hong, Jessica; Fleming, Bryan D.; Flajnik, Martin F.; Ho, Mitchell (enero de 2019). "Construcción y análisis de secuenciación de próxima generación de una gran biblioteca de anticuerpos de dominio único VNAR con visualización de fagos de seis tiburones nodriza ingenuos". Antibody Therapeutics . 2 (1): 1–11. doi :10.1093/abt/tby011. ISSN 2516-4236. PMC 6312525 . PMID 30627698.
^ English, Hejiao; Hong, Jessica; Ho, Mitchell (2020). "Las especies antiguas ofrecen terapias contemporáneas: una actualización sobre secuencias de anticuerpos de dominio único VNAR de tiburón, bibliotecas de fagos y posibles aplicaciones clínicas". Antibody Therapeutics . 3 (1): 1–9. doi : 10.1093/abt/tbaa001 . PMC 7034638 . PMID 32118195.
^ Li, Dan; English, Hejiao; Hong, Jessica; Liang, Tianyuzhou; Merlino, Glenn; Day, Chi-Ping; Ho, Mitchell (21 de julio de 2021). "Una nueva estrategia CAR-T basada en un solo dominio VNAR de tiburón dirigida a PD-L1 para el tratamiento del cáncer de mama y el cáncer de hígado": 2021.07.20.453144. doi :10.1101/2021.07.20.453144. S2CID 236203365.{{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )
^ Zhang, Tianyi; Tacchi, Luca; Wei, Zhiguo; Zhao, Yaofeng; Salinas, Irene (2014). "Diversificación intraclase de genes de cadena pesada de inmunoglobulina en el pez pulmonado africano". Inmunogenética . 66 (5): 335–51. doi :10.1007/s00251-014-0769-2. PMC 4348116 . PMID 24676685.
^ Ota, T.; Rast, JP; Litman, GW; Amemiya, CT (2003). "La retención restringida por linaje de un isotipo de cadena pesada de inmunoglobulina primitiva dentro de los Dipnoi revela una paradoja evolutiva". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 100 (5): 2501–6. Bibcode :2003PNAS..100.2501O. doi : 10.1073/pnas.0538029100 . PMC 151370 . PMID 12606718.
^ Du, Christina C.; Mashoof, Sara M.; Criscitiello, Michael F. (2012). "La inmunización oral de la rana africana con uñas (Xenopus laevis) aumenta la expresión de la inmunoglobulina IgX de la mucosa". Inmunología e inmunopatología veterinaria . 145 (1–2): 493–8. doi :10.1016/j.vetimm.2011.10.019. PMC 3273591 . PMID 22100190.
