Fragmento F (ab') 2

Qué es el fragmento F(ab')₂

Cuando una molécula de IgG se trata con pepsina, la enzima corta las cadenas pesadas en un punto situado por debajo de los puentes disulfuro intercatenarios de la región bisagra. El resultado es un fragmento de gran tamaño (~110 kDa) en el que los dos brazos Fab permanecen conectados entre sí por esos mismos puentes disulfuro, conservando así dos sitios de unión al antígeno funcionales. La porción Fc, en cambio, queda degradada en péptidos pequeños que se designan pFc'.

El nombre F(ab')₂ refleja esta composición. Fab' (con apóstrofo) designa cada brazo individual con unos aminoácidos adicionales de la bisagra que incluyen cisteínas libres; el subíndice ₂ indica que el fragmento contiene dos unidades Fab' unidas. Si se reducen los puentes disulfuro del F(ab')₂, se obtienen dos fragmentos Fab' separados, cada uno monovalente.

La obtención del F(ab')₂ fue descrita por Alfred Nisonoff a principios de la década de 1960, como parte de los estudios que completaban el modelo de Porter sobre la estructura de las inmunoglobulinas. Nisonoff observó que, a diferencia de la papaína —que generaba dos Fab independientes y un Fc intacto—, la pepsina producía un único fragmento bivalente capaz de precipitar antígenos solubles, algo que un Fab monovalente no podía hacer.

Diferencias con el fragmento Fab

La diferencia principal es la valencia. El Fab es monovalente: posee un solo paratopo y se une a un solo epítopo. El F(ab')₂ es bivalente: conserva dos paratopos y puede entrecruzar dos moléculas de antígeno o dos epítopos sobre la misma superficie, lo que le confiere una avidez global superior a la de un Fab aislado.

La otra diferencia es el punto de corte enzimático. La papaína actúa por encima de los puentes disulfuro de la bisagra, separando cada brazo del tronco y dejando el Fc intacto. La pepsina actúa por debajo, de modo que los puentes disulfuro que mantienen unidos los dos brazos se conservan dentro del fragmento resultante, mientras que el Fc se degrada. Ambos fragmentos carecen de la región Fc y, por tanto, no activan el complemento, no se unen a receptores Fc celulares y tienen una vida media sérica muy corta.

Utilidad en el laboratorio y en terapéutica

En técnicas de inmunofluorescencia y citometría de flujo, los anticuerpos secundarios en formato F(ab')₂ se emplean cuando se necesita evitar la unión inespecífica a receptores Fc de las células que se están analizando. Al carecer de Fc, el fragmento F(ab')₂ se une exclusivamente al anticuerpo primario a través de su paratopo, eliminando la señal de fondo que generaría un anticuerpo completo al interactuar con los FcγR de macrófagos, monocitos o linfocitos B.

En terapéutica, los fragmentos F(ab')₂ de origen equino se utilizan en antivenenos frente a mordeduras de serpiente. El suero de caballos hiperinmunizados con veneno se digiere con pepsina para eliminar el Fc, reduciendo la incidencia de reacciones adversas mediadas por el complemento y por la unión a receptores Fc que un anticuerpo equino completo desencadenaría en el ser humano. El producto resultante conserva la capacidad neutralizante bivalente del anticuerpo frente a las toxinas del veneno.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa la notación F(ab')₂?

F designa "fragmento". Las letras ab corresponden a antigen binding (unión al antígeno). El apóstrofo (') indica que cada brazo retiene unos aminoácidos extra de la bisagra con cisteínas libres, a diferencia del Fab obtenido con papaína. El subíndice ₂ indica que se trata de dos unidades Fab' unidas. Los paréntesis señalan que la prima afecta solo a "ab", no al conjunto.

¿Se puede obtener F(ab')₂ con papaína?

No de forma convencional. La papaína corta por encima de los puentes disulfuro de la bisagra, de modo que separa los dos brazos y deja el Fc intacto. El F(ab')₂ requiere que los puentes disulfuro se conserven, lo cual solo ocurre cuando la enzima corta por debajo de ellos. La pepsina es la proteasa clásica para esta digestión, aunque también se emplean otras enzimas como la IdeS (immunoglobulin-degrading enzyme of Streptococcus pyogenes).

¿Por qué se usa F(ab')₂ en los antivenenos en lugar de anticuerpos completos?

Porque los anticuerpos equinos completos contienen un Fc que el sistema inmunitario humano reconoce como extraño, desencadenando reacciones adversas: activación del complemento, enfermedad del suero, reacciones anafilácticas. Al eliminar el Fc mediante digestión con pepsina, se conserva la capacidad neutralizante bivalente del anticuerpo y se reduce considerablemente la incidencia de esas reacciones.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Anticuerpo. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
2. Manual MSD, versión para profesionales. Componentes moleculares del sistema inmunitario. Anticuerpos.
3. Llorente L. Cincuentenario del descubrimiento de la estructura química de los anticuerpos. Reumatología Clínica, 2009.
4. Iáñez Pareja E. Las inmunoglobulinas y sus receptores. Curso de Inmunología General, Universidad de Granada.