Trasplante y rechazo

2.1. CARACTERÍSTICAS CLAVES DE LA INMUNIDAD ADAPTATIVA:

Memoria: rechaza con más rapidez el segundo injerto de un mismo donante al poseer previamente anticuerpos frente al injerto. Los anticuerpos frente a HLA pueden aparecer debido a transfusiones previas a multiples embarazos o al rechazo de un trasplantc previo. Los anticuerpos frente al sistema de grupo sanguíneo ABO también pueden provocar un rechazo rápido.

Especificidad: rechazo específico de Rc y donante, ya que puede aceptar el de otro donante. Un receptor y un donante que presentan una compatibilidad total son isogénicos, como ocurre, por ejemoplo, en el caso de hermanos gemelos homocigóticos. Sin embargo esta situación es poco frecuente, y en la gran mayoría de los casos existirán diferencias entre donante y receptoren los antígenos de histocompatibilidad principales o secundarios.

La capacidad de rechazar los tejidos se transfiere con los linfocitos sensibilizados (células esenciales). Sólo hay rechazo en los lugares donde accede el SI. Hay sitios privilegiados a los que no llega el SI y los injertos permanecen indefinidamente. Ej: cornea.

2.2. BARRERAS GENÉTICAS PARA EL TRASPLANTE.

Existen obstáculos frente a los transplantes que se deben a la variedad genética entre donante y receptor. Las categorías en las que se puede dividir los distintos tipos de injertos en función de esta discrepancia genética son las siguientes :

a) AUTOINJERTOS: son aquellos injertos que se producen de una parte del cuerpo a otra del mismo individuo por lo que no al no haber implantación de tejido ajeno no causan rechazo.

b) ISOINJERTOS: son aquellos injertos que se producen entre individuos genéticamente idénticos, como en los gemelos monocigóticos. Estos individuos tienen idéntico sistema HLA y por lo tanto, no expresan antígenos que resulten extraños para el receptor por que por tanto no darán lugar a reacciones de rechazo.

c) ALOINJERTOS: son quellos injertos entre miembros diferentes de la misma especie. Son los más comunes en la práctica clínica. En estos casos hay que buscar compatibilidad HLA de donante y receptor porque las células de este tipo de injerto expresan aloantígenos que son reconocidos como ajenos por el receptor.

d) XENOINJERTOS: son aquellos que tienen lugar entre miembros de diferentes especies. Suelen ser rechazados con mucha rapidez, ya sea por anticuerpos IgM naturales del receptor o por una reacción inmediata mediada por células.

Fig. 1 Diferentes tipo de injerto en función de de la relación genética entre donante y receptor

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2.3. GENÉTICA DEL TRASPLANTE

Para que el trasplante tenga éxito, el receptor y el donante deben tener alelos de MHC iguales. Este sistema MHC codifica las moléculas de HLA que provocan los procesos de rechazo.

2.3.1. GENES DE HLA.

El HLA da reacciones alogénicas muy intensas, pero hay otros loci de histocompatibilidad menores que pueden dar un rechazo rápido también. A pesar de esto, el HLA es el principal problema porque el rechazo a los genes menores puede superarse con terapia inmunosupresora, siempre que el receptor no este sensibilizado previamente.

Existen más de 30 loci génicos de histocompatibilidad provocando de forma distinta el proceso del rechazo.

2.3.2. RECONOCIMIENTO ALOGÉNICO

Las moléculas HLA alogénicas son altamente inmunogénicas y estimulan a los LT de forma directa o indirecta. Después del trasplante clínico, las células dendríticas del injerto proporcionan un estímulo primario para la respuesta inmunitaria del huésped, en las que el HLA-II activa el rechazo. Se ha visto que tiene que haber una mayor concordancia entre tejidos en lo que se refiere a HLA-II. Además, se ha visto que los injertos compatibles en HLA-B y HLA-DR son los que mejor funcionan porque B y DR son muy inmunógenos.

2.3.3. HERENCIA HAPLOTÍPICA DE LOS ANTÍGENOS MHC.

Los genes del MHC se transmiten de manera mendeliana y se expresan de manera codominante. Cada individuo tiene dos haplotipos de genes, que se expresan sobre la superficie celular.

En la especie humana se encuentran en el cromosoma 6 y se conoce como región HLA. Hay tres zonas dentro de la región que determinan tres tipos de moléculas: genes de clase I(MHC-I) que determinan glicoproteínas de mambranaque aparecen en casi todas las células nucleadas,y que sirven para presentar antígenos peptídicos0020de células propias alteradasa los linfocitos T citotóxicos, genes de clase II (MHC-II) que determinan glicoproteínas de membrana de células presentadoras de antígeno (macrófagos, células dendríticas, linfocitos B) y que sirven para presentar natígenos peptídicos a linfocitos T coadyuvantes y genes de clase III (MHC-III) que no todos ellos tienen que ver con el sistema inmune aparentemente pero que sí tienen papeles inmunológicos como las proteínas del complemento o el factor de necrosis tumoral.

2.4. LEYES DEL TRASPLANTE.

El principio del rechazo es la presencia de un Ag extraño en las células del tejido injertado. La principal excepción es en la reacción injerto contra huésped (GVH), inducida al transplantar células inmunocompetentes a Rc alogénicos que son incapaces de rechazarlas. Esta incapacidad puede deberse a:

– Relación genética entre donante y Rc.

– Falta de inmunocompetencia (por inmadurez o inmunosupresión) del Rc.

En estas circunstancias, las células T inmunocompetentes trasplantadas pueden atacar los tejidos del Rc y éste no es capaz de de eliminarlas debido a las posibles diferencias genéticas entre ellos o a la inmunosupresión del receptor. La GVH es una de las principales complicaciones del trasplante de médula ósea, donde es necesaria la falta total de respuesta del huésped, y causa lesiones graves en piel e intestino.

Esta enfermedad se puede prevenir eliminando las células T maduras del tejido transplantado además de suministrar fármacos inmunosupresores.

2.4.1. PAPEL DE LOS LINFOCITOS T EN EL RECHAZO.

El rechazo a injertos esta ausente en ausencia de timo o de maduración tímica de los LT. Los LT son los principales responsables del rechazo de los injertos sólidos y pueden llegar a hacerlos sin ayuda de los LB. Esto no significa que que no intervengan otros factores como los Ac, que provocan lesiones en los injertos y también es posible que los macrófagos intervengan en las reacciones inflamatorias que se producen en los tejidos del donante. Los Ac pueden acelerar el proceso de rechazo, sobre todo si el receptor está sensibilizado. Hay infiltración de linfocitos y macrófagos que destruyen el tejido en una respuesta parecida a la DTH.

Los receptores de los linfocitos T (TCR) reconocen a antígenos expresado en el tejido injertado asociados a antígenos HLA (o CPH) expresados en este tejido también.

Las células T colaboradoras también intervienen en el rechazo, en concreto en el rechazo agudo. Las células Th son activadas por CPA (células presentadoras de antígeno) procendentes de la méducla ósea del receptor y expresan moléculas CPH o HLA de clase II.

2.4.2. PRESENTACIÓN DE Ag.

Los LT causantes del rechazo reconocen los peptidos derivados del donante, en asociación con el MHC que hay sobre las CPA. También puede reconocer el MHC y antígenos menores de histocompatibilidad sobre las células del injerto y responder contra él.

El HLA alogénico es más inmunógeno sobre células vivas que las moléculas de HLA libres o fragmentos de membrana. Así pues, la presencia de CPA en el injerto aumenta las posibilidades de rechazo. Ej: las células dendríticas del injerto (CPA que expresan HLA-II) son unos estimuladores muy potentes de la reactividad de los LT. Se han ideado técnicas para eliminar las CPA del tejido a injertar: irradiación ultravioleta, uso de fármacos citotóxicos.

Los distintos órganos varían con respecto a su sensibilidad al rechazo:

médula ósea > piel > islotes de Langerhans > corazón > riñón > hígado

Esto se puede deber a dos factores:

a) La expresión de MHC-II varia en los diferentes tejidos; y a menor expresión, mayores son las posibilidades de éxito.

b) En algunos tejidos faltan CPA adecuadas. En médula ósea y piel hay alto número de CPA que son muy inmunogénicos.

2.4.3. PAPEL DE LAS LINFOCINAS EN EL RECHAZO.

Las linfocinas que tienen un papel más importante en el rechazo son IL-2 y INF-?. Otras son las IL-4,-5 y -6, que activan los linfocitos B y por consiguiente intervienen en la producción de Ac.

Los LT CD4+ son activados por las CPA derivadas de médula ósea del donante o del Rc:

Las CPA del donante llegan al injerto como “leucocitos pasajeros” (células dendríticas intersticiales) y provocan una activación directa de los LT CD4+ y CD8+ del Rc.

Las CPA del Rc alcanzan localizadas en los tejidos linfoides de drenaje y presentan el Ag desprendido del injerto a los LT CD4+, constituyendo una activación indirecta.

La activación directa es un estimulo más potente para el rechazo que la vía indirecta, ya que el Rc se sensibiliza al MHC del donante. Las células pasajeras pueden ejercer una notable influencia sobre la supervivencia de los injertos.

Los LT CD4+ producen citocinas requeridas como factores de crecimiento y diferenciación de otras células que intervienen en el rechazo:

a) IL-2: activan a los LT citotóxicos.

b) IFN-gamma:

– Induce la expresión del Ag MHC, aumentando la actividad de las CPA, activa a las LGL, y junto al TNF-beta (linfotoxina), activan a los macrófagos.

– El IFN-gamma y el TNF-beta forman el antiguo MAF (factor activador de macrófagos). Esta mezcla también regula positivamente las moléculas de adhesión sobre el endotelio vascular.

– El IFN-gamma induce la expresión de MHC-I y II en las células que normalmente no lo expresan, aumentando el estímulo de la respuesta de rechazo y proporcionando un gran número de moléculas dianas.

2.4.4. EFECTO DE LOS Ac.

Los Ac intervienen sobre todo cuando el receptor está sensibilizado a los Ags del donante y los Ac ya existen antes del trasplante o pueden aparecer con el desarrollo del rechazo mediado por células.

Los efectos de los Ac se observan sobre todo en los injertos conectados directamente al sistema circulatorio del huésped; como en riñón, donde causan lesiones del endotelio vascular, hemorragias, trombosis, lesiones líticas. El rechazo hiperagudo es causado totalmente por Ac citotóxicos dirigidos contra los grupos sanguíneos A y B, y MHC-I. Esto se evita con:

– Pruebas sanguíneas de compatibilidad (investigar la presencia de Ac citotóxicos).

– Pruebas cruzadas de leucocitos.

El RECHAZO HIPERAGUDO DE RIÑÓN ocurre en pacientes que ya poseían Ac preformados contra el injerto. Tales Ac se inducen por transfusiones sanguíneas, embarazos múltiples, rechazo a un trasplante anterior. Estos Ac fijan el complemento y lesionan el endotelio vascular, desencadenando el proceso de rechazo.

En el trasplante de hígado no hay este rechazo hiperagudo porque los hepatocitos eliminan los Ac rápidamente, es más grande y se regenera más deprisa. Hace falta una alta concentración de Ac para que se de el rechazo hiperagudo. En el hígado es mas frecuente el rechazo tardío por Ac antiHLA que pueden destruir el conducto biliar.

2.4.5. CURSO TEMPORAL DEL RECHAZO.

El ritmo de rechazo depende, en parte, de los mecanismos efectores subyacentes. Los clínicos clasifican las lesiones del injerto en los pacientes según la rapidez con que se observa el rechazo.

Se observan 4 tipos de rechazo:

-El rechazo hiperagudo, que se produce sólo horas o incluso minutos después de realizado el injerto. Se produce en pacientes que poseen previamente Ac frente al injerto (transplantes anteriores, transfusiones de sangre, embarazos, etc). Los anticuerpos frente al grupo sanguíneo ABO puede provocar este tipo de rechazo. Estos Ac se fijan en el sistema del complemento, causando lesiones en el revestimiento de células endoteliales de los vasos sanguíneos. Además los seres humanos poseen Ac frente a a células animales de otras especies, lo que provocará este tipo de rechazo en injertos animales de otras especies.

-El rechazo acelerado que se manifiesta durante los primeros días postrasplante se producen, en la mayoría de los casos, por la presencia de anticuerpos preexistentes en el suero del receptor frente a las moléculas HLA del donante. Si se lleva a cabo un transplante que haya sido sensibilizado previamente frente a los antígenos del tejido injertado, se produce una reactivación de los linfocitos Tdando lugar a una respuesta mediada por células llamada rechazo acelerado. Son espectaculares en los transplantes de piel donde el injerto es rechazado antes de que cicatrice.

-El rechazo agudo, es aquel que se produce en el primer mes postrasplante. No se conoce el mecanismo exacto por el que se produce un rechazo agudo, pero los hallazgos histológicos y la respuesta a la terapia inmunosupresora indican que en él intervienen  tanto la inmunidad específica (humoral y celular) como otros mecanismos no específicos (respuesta inflamatoria con estimulación de polimorfonucleares, plaquetas y macrófagos, etc.).

-El rechazo crónico, se produce meses o años después del trasplante y su etiología no se conoce con exactitud. En este rechazo las paredes de los vasos sanguíneos del injerto se engrosan y terminan obstruyéndose. Este tipo de rechazo puede deberse a una reacción de baja intensidad medaida por células o al depósito de Ac o inmunocomplejos en el tejido injertado. Esto puede activar a las células endoteliales del vaso. Las características de este tipo de rechazo son la obliteración luminal y la fibrosis intersticial.

Estos tipos de rechazo y sus características se recogen en la tabla siguiente:

Tipo de rechazo Tiempo Causa Ejemplo
Rechazo hiperagudo Minutos-horas Ac antidonante preformados y complemento Riñón y médula ósea
Rechazo acelerado 2-5 días Reactivación de LT sensibilizados Piel
Rechazo agudo 7-21 días Activación primaria de LT Isl. de Langerhans
Rechazo crónico 3 meses-años Trastornos en la tolerancia

Ac, IC, reacción celular lenta, recidivas del proceso

Corazón.

Las reacciones de rechazo se pueden reducir al mínimo analizado la compatibilidad entre donante y receptor.

2.4.6. FACTORES DEL INJERTO QUE AFECTAN AL RECHAZO.

El rechazo de un injerto depende fundamentalmente como ya se ha dicho de la similitud genética entre donante y receptor en el sistema HLA (del inglés Human Leukocyte Antigens). Este sistema codifica moléculas situadas en la superficie de la células encargadas del reconocimiento de moléculas extrañas y por tanto implicadas en la compatibilidad o no del transplante de órganos.

La presencia en los órganos injertados de moléculas HLA distintas a las del receptor (situación de incompatibilidad HLA) provoca en éste el desarrollo de anticuerpos y células T citotóxicas dirigidas frente a dichas moléculas, lo que conduce al rechazo de dicho órgano. Por el contrario, si las moléculas HLA presentes en el órgano injertado son iguales a las del receptor (situación de compatibilidad HLA), se reduce en gran medida la incidencia y la severidad del rechazo, aumentando por tanto la supervivencia del injerto.

Entre los factores que pueden afectar al rechazo además de la genética puede influir entre otros:

– El tipo de tejido y el lugar del implante afectan a la inmunogenicidad (tejidos privilegiados). Hay menor inmunogenicidad en cerebro, cornea y tejido epitelial libre de células de Langerhans.

– Las dianas críticas del injerto son el endotelio de los pequeños vasos y las células especializadas de los órganos.

2.5. ASPECTOS CLÍNICOS DEL TRASPLANTE.

Una de las principales causas del rechazo del órgano transplantado es el rechazo como se ah visto hasta ahora, es decir, la destrucción del injerto por parte de del sistema inmune del receptor perdiendo la capacidad funcional.

Para minimizar este efecto del sistema inmune del receptor y garantizar la buena evolución de injerto, es importante el paso de la selección del donante para cada receptor. Para ello hay que tener encuenta una serie de características como

1. El grupo sanguíneo del donante.

2. Los antígenos de histocompatibilidad

3. la presencia de Ac citotóxicos presentes en el receptor dirigidos hacia el injerto del donante.

Se busca la mayor compatibilidad posible entre donante y receptor y así asegurar una mejor supervivencia del injerto, siguiendo un protocolo minucioso.

Órgano Comentario
Riñón Ventajosa la identidad HLA-B y DR. 80 % de éxito
Cornea Ventajosa la identidad en HLA-B y DR. 95 % de éxito
Hígado Sin compatibilidad de HLA
Islotes de Langerhans Complicaciones renales
Médula ósea HLA compatible y a más compatibilidad, más posibilidades de éxito
Corazón Compatibilidad HLA. 80 % de éxito
Piel Eliminar CPA y HLA compatible

En una pareja donante-receptor con igual grupo sanguíneo y con sistemas HLA muy parecidos se estudia la presencia de anticuerpos anti-HLA preexistentes en el suero del paciente para prevenir el rechazo hiperagudo y el rechazo agudo. Para ello es necesario determinar si en el suero del receptor se encuentran anticuerpos frente a las moléculas HLA del donante, realizando una una prueba cruzada entre las células T del donante y el suero del receptor. Si en el suero del receptor existen anticuerpos capaces de reconocer las células T del donante, el trasplante se contraindica totalmente, ya que esta reacción evidencia, en la mayoría de los casos, la existencia de anticuerpos preformados en el suero del receptor dirigidos frente a las moléculas de clase I del donante que causaría un rechazo hiperagudo o acelerado si el injerto se realizara.

Esta práctica se pone en funcionamiento en los transplantes de riñón, páncreas, etc. El trasplante hepático constituye una excepción a esta regla, es decir, la existencia de una prueba cruzada positiva frente a linfocitos T del donante no contraindica el trasplante. Las bases de la resistencia del trasplante hepático al rechazo hiperagudo son desconocidas pero podrían estar determinadas, por ejemplo,  por la secreción de moléculas HLA solubles por parte de las células hepáticas, estas moléculas solubles podrían neutralizar los anticuerpos anti-HLA preexistentes en el suero del receptor

a) Los programas de trasplante que más éxito han tenido son los de riñón y cornea.

b) Xenotrasplante. Sólo han dado buenos resultados en piel y segmentos de vasos sanguíneos de origen porcino.

c) Recurrencias de la enfermedad original que causan lesiones en el tejido trasplantado. Ej: la enfermedad de Goodspasture asociada a HLA-DR es mediada por Ac frente al colágeno tipo IV. Después del trasplante bajan los Ac contra el colágeno, pero es posible que aparezca la enfermedad.

2.6. INMUNOSUPRESIÓN.

Existen dos tipos de tratamientos inmunosupresores: los específicos de antígno y los inespecíficos.

1) Específicos. Tienen como finalidad reducir la intensidad de las respuestas frente al injerto sin que se produzca un aumento de susceptibilidad frente a las infecciones. Entre ellos están los Ac antiespecies y monoclonales.

2) Inespecíficos. Reducen la actividad global del sistema inmunitario frente a cualquier estímulo antigénico. Producen ua gran susceptibilidad al als infecciones en los receptores de los transplantes. Los tres agentes más utilizados son la cilciosporina, esteroides y azatioprina.

El éxito de cualquier trasplante alogénico se basa en las medidas inmunosupresoras adoptadas que pueden dividirse en dos fases:

a) Prevenir la sensibilización de LT inmediatamente después del trasplante para evitar el rechazo agudo inicial.

b) Desarrollar falta de respuesta progresiva al injerto, conforme el receptor permanece expuesto continuamente al HLA del donante. Esto depende del desarrollo de LTs antigenoespecíficos. Este equilibrio puede ser roto por una infección que obliga a retirar la terapia inmunosupresora.

La habilidad, en el manejo con éxito de la inmunosupresión, está en ser capaz de suprimir la respuesta inmunitaria indeseada, al mismo tiempo que se deja al paciente con la suficiente competencia inmunitaria para combatir las infecciones.

2.6.1. IRRADIACIÓN.

La irradiación produce la muerte de las células por dañar el DNA (produce la muerte durante la división mitótica). La irradiación no es selectiva y destruye todo tipo de célula.

a) LINFOCITOS RADIOSENSIBLES. (Linfocitos pequeños). Estas células son más sensibles porque no reparan el daño en el DNA con la rapidez suficiente antes de la división; pudiéndose conseguir una respuesta lineal dosis/respuesta. Este método se emplea para tratar la enfermedad de Hodgkin (tumor en los ganglios linfáticos).

b) IRRADIACIÓN LINFOIDE TOTAL (TLI). Se ha comprobado que los sujetos que reciben una TLI tienen una deficiencia sustancial y grave de la función celular. Se emplea para:

– Evitar el rechazo a injerto.

– Prevenir la aparición de la enfermedad injerto contra huésped.

– Algunos casos de artritis reumatoide.

Se piensa que la TLI tiene un efecto selectivo de larga duración sobre los LTh (disminuye su función) y se asocia a la aparición de LTs no específicos.

2.6.2. INMUNOSUPRESIÓN FARMACOLÓGICA.

Disminuye o suprime la actividad del sistema inmunitario, sea cual fuere el Ag. El tratamiento óptimo seria aquél que inactiva sólo aquellos clones de linfocitos con especificidad a los Ag del donante, y al mismo tiempo, dejará indemnes el resto de los clones, de modo que el paciente no sufra infecciones ni efectos secundarios.

Los anticuerpos. Son específicos de Ag que están en las células tumorales:

a) Ac antiespecies: los Ac que se usan son globulinas policlonales antilinfocitarias (ALG).

Son producidas tras inyectar en animales linfocitos. Poseen diferente grado de inmunosupresión debido a la variabilidad de anticuerpos de la mezcla y se acaban formando anticuerpos contra las globulinas administradas.

b) Ac monoclonales: esta tecnología permite tener de una fuente fiable y sin fin de Ac inmunosupresores; pero no han superado a la efectividad de los ALG. OKT3 fue el primer Ac monoclonal aceptado para uso terapeutico en humanos. Actúa inhibiendo la actividad de los linfocitos efectores provocando además la internalización en estos del receptor de superficie CD3. Este tipo de Ac provoc efectos colaterales como fiebre, escalofríos, etc y la formación de Ac contra él por parte del receptor.

c) Ac quiméricos: Se están tratando de usar en la práctica clínica. Son Ac humanos obtenidos por tecnología de ADN recombinante. Esto salvaría el escollo de la torelabilidad y la especificidad

Fármacos. Interfieren en distintos procesos del sistema inmune aunque son inespecíficos.

a) Farmacos que detienen cascadas señalizadoras. Pertenecen a este tipo de fármacos los inhibidores de la producción de interleucinas (IL-2: ciclosporina y tacrólimus)

b) Fármacos que poseen capacidad citotóxica. Se encuentran en este grupo antagonistas de la purina (azatioprina), de la pirimidina(brequinar sódico), derivados del ácido micofenólico(micofenolato mofetil), antifolatos (metotrexato), etc. Su acción puede ser la de inhibir la síntesis de nucleótidos, establecer enlaces covalentes en macromoléculas provocando la muerte celular y bloqueando otras funciones biológicas con el mismo fin.

Agentes inmunosupresores inespecíficos que se emplean en clínica
Ciclosporina Es un macrólido fúngico formado por un undecapeptido altamente lipófilo derivado del hongo Trichoderma polysporum. Es un fármaco citotóxico que bloquea la producción de linfocinas en los LTh y la expresión del Rc de IL-2 en los LT que se tienen que activar. Aumenta la tasa de supervivencia de los primeros injertos, pero no en los sensibilizados. Es nefrotóxica. Otros macrólidos fúngicos son:

FK 506: suprime la producción de linfocinas en los LTh.

Ripamicina: interfiere en las vías intracelulares de señalización del Rc de IL-2.

Esteroides -Tienen propiedades antiinflamatorias y suprimen los macrófagos activados, interfieren en la función de las CPA y reducen la expresión de los Ag de MHC.

– Bloquea algunos de los efectos del IFN-gamma sobre los macrófagos y los tejidos trasplantado.

– Inhibición de la respuesta de los linfocitos T. Linfopenia

– Suprimen la acción de los eosinófilos. Eosinofilia.

Azatiopirina: Es un fármaco antiproliferativo. Es un análogo de 6-mercaptopurina que se incorpora al DNA de las células en división (impide la ulterior proliferación).
Antagonistas del ácido fólico (metotrexato) Unión a la dihidrofolato-reductasa, inhibiendo la formación de tetrahidrofolato y originando un deficit de coenzimas fólicas. Ynhibición, en consecuencia, de la síntesis de purinas.
Agentes alquilantes (ciclofosfamida, busalfan, carmustina) Reaccionan quimicamente con macromoléculas, ADN. Formación de enlaces covalentes con radicales nucleofílicos (grupos fosfato, amino, carboxílo, hidroxilo, etc).

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