DICCIONARIO MÉDICO

Fragmento Fab

El fragmento Fab (fragment antigen-binding) es la porción del anticuerpo que contiene el sitio de unión al antígeno. Se obtiene por digestión de la inmunoglobulina G con papaína, que corta la molécula por encima de la región bisagra y libera dos fragmentos Fab idénticos y un fragmento Fc. Cada Fab es monovalente: reconoce un solo epítopo, pero carece de las funciones efectoras que dependen de la región cristalizable.

Qué es el fragmento Fab

La sigla Fab fue acuñada en los años sesenta, cuando Rodney R. Porter demostró que la digestión de la IgG de conejo con papaína producía tres piezas de tamaño similar. Dos de ellas conservaban la capacidad de unirse al antígeno, de ahí el nombre fragment antigen-binding; la tercera cristalizaba con facilidad y recibió la denominación Fc (fragment crystallizable). Aquellos experimentos, publicados en 1959, abrieron el camino para entender la arquitectura modular de las inmunoglobulinas y le valieron a Porter el Premio Nobel en 1972, compartido con Gerald M. Edelman.

Cada fragmento Fab contiene la cadena ligera completa (con sus dominios variable VL y constante CL) y el primer dominio constante de la cadena pesada (CH1), junto con el dominio variable de esa misma cadena (VH). Los dos dominios variables, VH y VL, se pliegan uno frente al otro y forman el paratopo, la superficie de contacto que reconoce el epítopo del antígeno con una especificidad que puede llegar a distinguir una sola sustitución de aminoácido en la molécula diana.

Estructura molecular y peso

Con un peso molecular de aproximadamente 50 kDa, el fragmento Fab equivale a un tercio de la IgG intacta (unos 150 kDa). La cadena pesada truncada y la cadena ligera permanecen unidas por un enlace disulfuro intercatenario, lo que confiere al fragmento una estabilidad suficiente para conservar su capacidad de reconocimiento en disolución. Dentro de cada dominio, un par de láminas beta antiparalelas forman el llamado plegamiento de inmunoglobulina, un motivo estructural que reaparece en cientos de proteínas del sistema inmunitario y que constituye la seña de identidad de toda la superfamilia.

Tres regiones hipervariables (CDR1, CDR2 y CDR3) en cada cadena, seis en total, determinan la especificidad de unión. Las CDR se sitúan en los lazos que conectan las láminas beta del dominio variable y sobresalen hacia el exterior, donde contactan físicamente con el antígeno. El resto del dominio variable actúa como armazón (framework) y apenas varía entre anticuerpos distintos.

Diferencia con otros fragmentos de anticuerpo

Conviene no confundir el Fab con otros productos proteolíticos de la inmunoglobulina. El Fab' se genera por reducción suave del fragmento F(ab')2 e incluye una breve prolongación de la región bisagra con un grupo tiol libre; su peso molecular ronda los 55 kDa. El F(ab')2 conserva dos sitios de unión (es bivalente) porque la pepsina corta por debajo de los puentes disulfuro que conectan ambas cadenas pesadas. El fragmento variable de cadena única (scFv), por último, prescinde de los dominios constantes y reduce la unidad de reconocimiento a unos 25 kDa.

Lo que todos comparten es la ausencia total o parcial de la región Fc: ninguno de ellos interactúa con los receptores Fc celulares ni activa el complemento. Esa carencia, que a primera vista parece una limitación, resulta ventajosa cuando se busca un reactivo que se una al antígeno sin desencadenar respuestas inmunitarias colaterales.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa la sigla Fab?

Fragment antigen-binding, es decir, fragmento de unión al antígeno. Porter propuso la nomenclatura en 1959, al observar que los dos fragmentos resultantes de la digestión con papaína retenían la capacidad de precipitar antígenos en solución.

¿Un fragmento Fab puede activar el complemento o la fagocitosis?

No. Ambas funciones dependen de la región Fc, que se pierde durante la proteólisis con papaína. El Fab solo conserva la función de reconocimiento antigénico.

¿Por qué se utilizan fragmentos Fab en lugar de anticuerpos completos?

Su menor tamaño (50 frente a 150 kDa) favorece la penetración en tejidos densos y reduce la unión inespecífica a los receptores Fc presentes en macrófagos, neutrófilos y otras células. En inmunohistoquímica, por ejemplo, el uso de fragmentos Fab como agentes de bloqueo previo a la incubación con un anticuerpo primario disminuye el fondo no deseado. En terapéutica, la ausencia de Fc implica que el fragmento no recluta mecanismos efectores, lo que puede ser deseable cuando se pretende neutralizar una toxina sin provocar inflamación adicional.

¿Cuántas CDR tiene un fragmento Fab?

Seis: tres en el dominio variable de la cadena pesada (VH) y tres en el de la cadena ligera (VL). De las seis, la CDR3 de la cadena pesada es, por regla general, la que más contribuye a la especificidad de unión, y también la que presenta mayor diversidad de longitud y secuencia.

Referencias

  1. Janeway CA, Travers P, Walport M, Shlomchik MJ. Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5.ª ed. Nueva York: Garland Science; 2001. Capítulo 3: Structure of the antibody molecule. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27144/
  2. Thermo Fisher Scientific. Immunoglobulin Structure and Classes. Disponible en: https://www.thermofisher.com/us/en/home/life-science/antibodies
  3. Sociedad Española de Farmacia Hospitalaria. Capítulo 11: Inmunología. Manual del Residente de Farmacia Hospitalaria. Disponible en: https://www.sefh.es/bibliotecavirtual/fhtomo2/CAP11.pdf
  4. Biblioteca Virtual en Salud. Fragmentos Fab de Inmunoglobulinas. Descriptores en Ciencias de la Salud (DeCS). Disponible en: https://decs.bvsalud.org/es/ths/resource/?id=22214

Entradas relacionadas

  • Fragmento: concepto general de fragmento en biología y medicina.
  • Fragmento Fc: región cristalizable del anticuerpo que media las funciones efectoras.
  • Fragmento F(ab')2: producto bivalente de la digestión con pepsina.
  • Paratopo: sitio de unión del anticuerpo al epítopo del antígeno.
  • Epítopo: porción del antígeno reconocida por el anticuerpo o el linfocito T.
  • Isotipos de inmunoglobulinas: las cinco clases de anticuerpos definidas por la cadena pesada.

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