Cadenas ligeras

Qué son las cadenas ligeras

Para entender las cadenas ligeras conviene partir de la arquitectura básica de un anticuerpo. Una molécula de inmunoglobulina típica tiene forma de Y y está formada por cuatro polipéptidos: dos cadenas pesadas (de unos 50-70 kilodaltons cada una, según la clase) y dos cadenas ligeras (de aproximadamente 25 kilodaltons). Las cadenas pesadas determinan a qué clase pertenece el anticuerpo (IgG, IgA, IgM, IgD o IgE). Las ligeras, en cambio, no definen la clase: cualquier tipo de inmunoglobulina puede llevar cadenas kappa o lambda indistintamente.

Se las llamó «ligeras» sencillamente por su peso molecular, menor que el de las cadenas pesadas. El término se acuñó en la década de 1960, cuando Rodney Porter y Gerald Edelman, trabajando de forma independiente, fragmentaron las inmunoglobulinas y describieron sus componentes. Porter utilizó digestión enzimática con papaína; Edelman, reducción de puentes disulfuro. Ambos compartieron el Nobel de Fisiología o Medicina en 1972 por ese trabajo.

Estructura de la cadena ligera

Cada cadena ligera consta de dos dominios de tipo inmunoglobulina, plegados en la estructura tridimensional característica que los biólogos moleculares conocen como «pliegue de inmunoglobulina»: dos láminas beta antiparalelas unidas por un puente disulfuro intracatenario. El dominio amino-terminal es variable (VL) y contiene tres regiones hipervariables, también llamadas regiones determinantes de complementariedad (CDR). Son esas CDR las que, junto con las tres CDR del dominio variable de la cadena pesada, configuran el sitio de unión al antígeno. El dominio carboxilo-terminal es constante (CL) y se une a la cadena pesada mediante un puente disulfuro intercatenario.

Seis regiones hipervariables, tres de la cadena ligera y tres de la pesada, se aproximan en el espacio para formar una hendidura (o una superficie, según el tamaño del antígeno) capaz de reconocer con extraordinaria especificidad una estructura molecular concreta. La diversidad de las cadenas ligeras, generada por recombinación somática de segmentos génicos V y J durante la maduración del linfocito B, contribuye de forma decisiva a que el repertorio de anticuerpos humanos pueda alcanzar un orden de magnitud de 10¹¹ especificidades distintas.

Kappa y lambda: dos tipos, una función

En el ser humano existen solo dos tipos de cadena ligera. La kappa está codificada en el cromosoma 2 y la lambda, en el cromosoma 22. Funcionalmente son intercambiables: no se ha descrito ninguna ventaja inmunitaria de una sobre la otra. Que aproximadamente el 60-65 % de los anticuerpos lleven cadenas kappa y el 35-40 % restante lleve lambda se explica por el orden en que el linfocito B intenta reordenar sus genes de cadena ligera, no por una superioridad funcional.

Un dato que merece atención: cada linfocito B produce anticuerpos con un solo tipo de cadena ligera durante toda su vida. Nunca cambia de kappa a lambda ni al revés. Esa restricción, consecuencia de la exclusión alélica e isotípica, es precisamente lo que permite usar el tipo de cadena ligera como marcador de clonalidad en el laboratorio. Si una población de células plasmáticas produce exclusivamente cadenas kappa (o exclusivamente lambda), la probabilidad de que derive de un único clon, y no de una respuesta policlonal normal, es alta.

Preguntas frecuentes

¿Cadena ligera y cadena ligera libre son lo mismo?

No. Las cadenas ligeras forman parte de la molécula completa de inmunoglobulina, unidas a las cadenas pesadas. Las cadenas ligeras libres son las que circulan en sangre sin estar ensambladas a una inmunoglobulina. Los linfocitos B producen un ligero exceso de cadenas ligeras respecto a las pesadas, y ese sobrante pasa al suero como cadenas ligeras libres.

¿Por qué se mide la ratio kappa/lambda?

Porque una desviación de la proporción normal entre ambos tipos de cadena ligera libre sugiere que un clon de células plasmáticas está produciendo un exceso de un solo tipo. Esa alteración puede verse en la gammapatía monoclonal, el mieloma múltiple y la amiloidosis AL, entre otras entidades. El intervalo de referencia habitual de la ratio kappa/lambda libre en suero se sitúa entre 0,26 y 1,65.

¿Las cadenas ligeras participan en la defensa inmunitaria por sí solas?

En condiciones fisiológicas, la función de la cadena ligera se ejerce dentro de la molécula completa de anticuerpo. Sin embargo, las cadenas ligeras libres no son inertes: estudios recientes sugieren que pueden unirse a ciertos receptores de superficie en mastocitos y neutrófilos, modulando respuestas inflamatorias locales. El alcance real de esa función todavía se debate.

¿Quién descubrió las cadenas ligeras?

Rodney Porter y Gerald Edelman, de forma independiente, entre finales de los años cincuenta y comienzos de los sesenta. Porter, en Londres, utilizó la enzima papaína para fragmentar la IgG y obtuvo tres piezas, dos de ellas con capacidad de unión al antígeno. Edelman, en Nueva York, redujo los puentes disulfuro y separó las cadenas pesadas de las ligeras por electroforesis. Ambos recibieron el Nobel en 1972.

Referencias

1. MedlinePlus. Immunoglobulins blood test.
2. Janeway CA Jr et al. The structure of a typical antibody molecule. Immunobiology, 5th edition, NCBI Bookshelf.
3. Nobel Prize Committee. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1972: Edelman and Porter.
4. Lab Tests Online. Inmunoglobulinas.