Để khắc phục những hạn chế có liên quan đến việc sử dụng các phân tử IgG trong điều trị bệnh, như các hiệu ứng phụ thông qua Fc và trung hòa các phản ứng miễn dịch, các mảnh kháng thể tái tổ hợp nhỏ hơn (chỉ mang chức năng liên kết với kháng nguyên) đã được tạo ra gọi là các mảnh scFv, Fv, Fab hoặc F(ab)2 (Hình 1.5).
Các vùng biến đổi của chuỗi nặng (VH) và chuỗi nhẹ (VL) có thể được tách dòng và liên kết với nhau thông qua đoạn peptide ngắn tạo thành một phân tử đơn chuỗi (scFv) [50]. Một Fab gồm có các vùng biến đổi với một vùng hằng định liên kết với nhau bởi liên kết disulfide (-S-S), và các mảnh F(ab)2 được tạo thành bởi hai phân tử Fab. Các mảnh kháng thể cũng dễ dàng thao tác để tăng ái lực, tăng vị trí liên kết với kháng nguyên đích so với các phân tử kháng thể nguyên vẹn; scFv có thể tạo thành diabody, triabody và tetrabody.
Kích cỡ lớn của phân tử kháng thể nguyên vẹn đã làm hạn chế khả năng khuếch tán của chúng qua thành mạch và tồn tại lâu trong hệ tuần hoàn, điều này dẫn tới các phản ứng phụ không mong muốn, đây cũng là nguyên nhân để gây độc cho cơ thể. Ngược lại, các phân tử scFv có kích thước nhỏ nên thâm nhập nhanh qua thành mạch và mô cũng như vào khối u. Hơn nữa, lại nhanh chóng được đào thải khỏi hệ tuần hoàn [11]. Chu kỳ bán hủy in vitro của các scFv có thể được kéo dài tùy ý nếu cần thiết và tùy theo mục đích chữa trị bệnh bằng cách cộng hợp với PEG [59]. Các mảnh kháng thể lại không có sự tương tác với các thụ thể của Fc trên bề mặt tế bào trong các mô thường nên không
Hình 1.5. Cấu trúc cơ bản của một phân tử Ig và các mảnh kháng thể [10]
gây ra các tác dụng phụ không mong muốn. Để thay cho việc sử dụng các phân tử Mab truyền thống, các mảnh kháng thể cần đảm bảo 4 đặc điểm sau:
(1) Có ái lực cao và liên kết đặc hiệu với kháng nguyên đích.
(2) Đảm bảo độ bền với thời gian cần thiết ở nhiệt độ cơ thể cũng như trong quá trình bảo quản.
(3) Phù hợp sản xuất ở quy mô lớn để đảm bảo số lượng cần thiết cho điều trị
(4) Không kích thích sinh miễn dịch ở người sử dụng.
Hiện nay, scFv là kháng thể phổ biến nhất của kháng thể tái tổ hợp, so với kháng thể Mab thì các scFv đã có nhiều ưu điểm đáng quan tâm như:
(1) Được tạo ra khá dễ dàng với một lượng lớn và chi phí thấp.
(2) Kích thước nhỏ đã cho phép chúng thâm nhập nhanh và dễ dàng hơn vào các mô và khối u, do đó làm tăng tác động lên tế bào đích [46].
(3) Kháng thể scFv có thể dễ dàng dung hợp với protein đánh dấu khác như enzym hoặc protein gắn huỳnh quang tạo thành các chất sẵn sàng cho các phân tích miễn dịch [65], [79]. Tuy nhiên, các phân tử scFv thể hiện ái lực thấp hơn các phân tử kháng thể đơn dòng gốc [62], điều này đã làm hạn chế tới việc ứng dụng các scFv trong các phép thử miễn dịch.