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UNA INTRODUCCIÓN A LA INMUNOLOGÍA Y LA INMUNOPATOLOGÍA. El sistema inmunológico: inmunidad innata y adaptativa ¿Sistema inmunitario? Conjunto de células, sustancias químicas y procesos que funcionan para proteger la piel, las vías respiratorias, el tracto intestinal y otras áreas de antígenos extraños, como microbios (bacterias, hongos y parásitos), virus, células cancerígenas y toxinas. La I. Innata es la 1° línea de defensa; es un mecanismo independiente de antígeno (no específico) que utiliza el huésped inmediatamente o a las pocas horas de encontrar un antígeno; no tiene memoria inmunológica (incapaz de reconocer o “memorizar” el mismo patógeno si el cuerpo se expone a él en el futuro). La I. Adaptativa, depende y es específica del antígeno; implica un lapso entre la exposición al antígeno y la respuesta máxima; tiene capacidad de memoria que permite al huésped generar una respuesta inmunitaria más rápida y eficaz tras la exposición posterior al antígeno. Inmunidad innata Conformada por 4 tipos de barreras defensivas: Anatómicas (piel y membrana mucosa), Fisiológicas (T°, ↓pH y mediadores químicos), Endocíticas y Fagocíticas, e Inflamatorias. La I. Innata a los patógenos se basa en los receptores de reconocimiento de patrones (PRR) que permiten que las células inmunitarias detecten y respondan rápidamente a una amplia gama de patógenos que comparten estructuras comunes, conocidas como patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP). P.E→ Componentes de la pared celular bacteriana el LPS y el ARN de doble cadena producidos durante la infección viral. Una de sus funciones es el rápido reclutamiento de células inmunitarias a los sitios de infección e inflamación a través de la producción de Citocinas y Quimiocinas (pequeñas proteínas para la comunicación y reclutamiento entre células). La producción de citoquinas moviliza mecanismos de defensa en todo el cuerpo y activa respuestas celulares locales a infecciones o lesiones. Las Citocinas inflamatorias liberadas durante la respuesta temprana a la infección bacteriana son: TNF, IL-1 e IL-6. Estas citocinas contribuyen a iniciar el reclutamiento celular y la inflamación local, esencial para la eliminación de patógenos. También contribuyen al desarrollo de la fiebre. La producción desregulada de citoquinas inflamatorias se asocia con enfermedades inflamatorias o autoinmunes. El Sistema del complemento es una cascada bioquímica que funciona para identificar y opsonizar (recubrir) las bacterias y otros patógenos. Hace que los patógenos sean susceptibles a la fagocitosis (células inmunitarias engullen microbios y eliminan los desechos celulares, también mata directamente algunos patógenos y células infectadas). La acción fagocítica de la respuesta inmune innata promueve la eliminación de células muertas o complejos de anticuerpos y elimina sustancias extrañas presentes en órganos, tejidos, sangre y linfa. También puede activar la respuesta inmune adaptativa a través de la movilización y activación de células presentadoras de antígenos (APC). Las células que participan en I.I son fagocitos, células dendríticas, mastocitos, basófilos, eosinófilos, células NK y células linfoides innatas. Los fagocitos se subdividen en 2 tipos principales de células: Neutrófilos y Macrófagos. Ambas células comparten una función similar: engullir (fagocitar) los microbios y matarlos a través de múltiples vías bactericidas. Además de sus propiedades fagocíticas, los neutrófilos contienen gránulos y vías enzimáticas que ayudan en la eliminación de microbios patógenos. Por su parte los macrófagos son células de vida prolongada, importantes en la fagocitosis y en la presentación de antígenos a las células T. Las Células dendríticas fagocitan y funcionan como APC, inician la respuesta I. Adquirida y actúan como mensajeros entre la I. Innata y la Adaptativa. Los Mastocitos y los Basófilos comparten características entre sí, ambos son importantes en el inicio de las respuestas inflamatorias agudas (alergia y el asma). Los mastocitos también tienen funciones como "células centinela" inmunitarias y son los 1° productores de citocinas en respuesta a infecciones o lesiones, además residen en el Tej. conectivo que rodea los v. sang y son comunes en las superficies mucosas, por el contrario, los basófilos residen en la circulación. Los Eosinófilos son granulocitos con propiedades fagocíticas y son importantes en la destrucción de parásitos. Como los anteriores también controla los mecanismos asociados con la alergia y el asma. Las células NK son eficaces en el rechazo de tumores y destrucción de células infectadas por virus –mediante→ Liberación de perforinas y granzimas (proteínas que provocan lisis de las células diana) de los gránulos de células NK que inducen la apoptosis. Las NK también son fuente de la citocina IFN-γ, que moviliza las APC y promueve el desarrollo de una inmunidad antiviral efectiva. Las Células linfoides innatas (ILC) tienen función reguladora. Según su tipo (ILC-1, ILC-2, ILC-3), producen selectivamente citoquinas (IL-4, IFN-γ e IL-17) que ayudan a dirigir la respuesta inmunitaria adecuada a patógenos específicos y contribuyen a la regulación inmune en ese tejido. Inmunidad adaptativa Las funciones principales son: Reconocimiento de antígenos "ajenos" específicos, distinguiéndolos de los antígenos "propios"; la generación de vías efectoras inmunológicas específicas de patógenos que eliminan patógenos específicos o células infectadas por patógenos; y el desarrollo de una memoria inmunológica. Eficaz contra las enfermedades infecciosas. Las células que se incluyen son: Células T específicas de antígeno (se activan para proliferar mediante la acción de las APC), y Células B (se diferencian en células plasmáticas = anticuerpos). Células T y APC Las células T derivan de células madre hematopoyéticas en la médula ósea y migran para madurar en el timo. Estas células expresan una serie de receptores únicos de unión a antígeno en su membrana, conocidos como receptores de células T (TCR). Cada célula T expresa 1 solo tipo de TCR y tiene la capacidad de proliferar y diferenciarse rápidamente. Las células T requieren la acción de APC (↑Células dendríticas, macrófagos, células B, fibroblastos y células epiteliales) para reconocer un antígeno específico. Las superficies de las APC expresan un grupo de proteínas →Complejo mayor de histocompatibilidad (MHC). Se clasifican como de clase I (o llamados Antígenos leucocitarios humanos [HLA] A, B y C) que se encuentran en todas las células nucleadas, y de clase II (o llamados HLA DP, DQ y DR) que se encuentran solo en ciertas células del sistema inmunitario (macrófagos, células dendríticas y células B). Las moléculas de MHC de clase I presentan péptidos endógenos (intracelulares), mientras que las moléculas de clase II en las APC presentan péptidos exógenos (extracelulares) a las células T. La proteína MHC muestra fragmentos de antígenos (péptidos) cuando una célula está infectada con un patógeno intracelular, como un virus, o a fagocitado proteínas u organismos extraños. Las células T tienen TCR únicos que pueden unirse a péptidos extraños específicos. Las células T se activan cuando encuentran una APC que ha digerido un antígeno y muestra fragmentos de antígeno (péptidos) unidos a sus moléculas MHC. Las oportunidades para que las células T correctas entren en contacto con una APC que lleva el complejo peptídico MHC apropiado aumentan por la circulación de las células T en todo el cuerpo y su acumulación en la linfa. El complejo MHC-antígeno activa el TCR y la célula T secreta citocinas que controlan aún más la respuesta inmunitaria. Este proceso de presentación de antígenos estimula a las células T para que se diferencien principalmente en células T citotóxicas (células CD8+) o células T auxiliares (Th) (células CD4+). Los LT citotóxicos CD8+ participan en la destrucción de célulasinfectadas por Ag. extraños, y en la eliminación de células tumorales que expresan los antígenos apropiados. Se activan por la union de su TCR con el péptido unido a moléculas MHC de clase I. La expansión clonal de las células T citotóxicas produce células efectoras que liberan sustancias inducen la apoptosis de las células diana. Una vez resuelta la infección, parte de las células efectoras mueren y son eliminadas por fagocitos, otra parte se conserva como células de memoria que pueden diferenciarse en células efectoras en encuentros posteriores con el mismo antígeno. Las células Th CD4+ son importantes en el establecimiento y la maximización de la respuesta inmunitaria. No tienen actividad fagocítica y no pueden matar directamente las células infectadas ni eliminar los patógenos. Estas “median” la respuesta inmunitaria dirigiendo a otras células para que realicen estas tareas y regulan el tipo de respuesta inmunitaria que se desarrolla. Las células se activan por el reconocimiento TCR del antígeno unido a moléculas MHC clase II. Cuando se activan liberan citocinas que influyen en la actividad de diferentes células, incluidas las APC que las activan. APC induce varios tipos de respuestas de células Th: Th1, Th2 y Th17. Respuesta Th1 produce IFN-γ que activa las actividades bactericidas de los macrófagos y mejora la inmunidad antiviral y de otros patógenos intracelulares. Las citocinas también contribuyen a la diferenciación de células B para producir anticuerpos opsonizantes que ↑eficiencia de los fagocitos. Respuesta Th2 libera citoquinas (IL-4, 5 y 13) involucradas en el desarrollo de células B productoras de anticuerpos de IgE, así como el desarrollo y reclutamiento de mastocitos y eosinófilos (respuesta contra parásitos y alergias/asmas). Además, mejoran la producción de ciertas formas de IgG (respuesta a infección bacteriana). Respuesta Th17 produce citocinas de la familia IL-17 asociada a respuestas inflamatorias continuas (infecciones y enfermedades crónicas). ↑células Th morirán tras la resolución de la infección, quedando unas pocas como células Th de memoria. Célula T reguladora (subconjunto de células T CD4+) limitan y suprimen las respuestas inmunitarias y funcionan para controlar las respuestas aberrantes a los autoantígenos y el desarrollo de enfermedades autoinmunes. También pueden ayudar en la resolución de respuestas inmunitarias normales, ya que se eliminan patógenos o antígenos. Además participan en el desarrollo de la "tolerancia inmunitaria" a ciertos antígenos extraños (en alimentos). Células B Surgen de las células madre hematopoyéticas en la médula ósea y cuando maduran abandonan la médula expresando un receptor de unión a antígeno único en su membrana. Las células B pueden reconocer antígenos directamente, sin usar APC, a través de anticuerpos únicos expresados en su superficie celular. Su función es la producción de anticuerpos contra antígenos extraños, lo que requiere su posterior diferenciación. *Células B pueden actuar como APC. Son activados por antígenos extraños (ellos tienen un receptor específico de antígeno apropiado), las células B proliferan y se diferencian en células plasmáticas (vida corta = apoptosis cuando se elimina el agente incitador) son secretoras de anticuerpos o células B de memoria que son supervivientes "largas" de infecciones pasadas y continúan expresando receptores de unión a antígeno. Estas células responden produciendo anticuerpos y eliminando un antígeno al volver a exponerse. Por su función en la producción de anticuerpos, las células B son importantes en la respuesta inmunitaria humoral o mediada por anticuerpos (a diferencia de la respuesta inmunitaria mediada por células regida por células T). Inmunidad mediada por anticuerpos frente a inmunidad mediada por células La vía de producción de anticuerpos comienza cuando el receptor de unión al antígeno de la célula B reconoce y se une al antígeno en su forma nativa. Células Th locales secretan citocinas que ayudan a la célula B a multiplicarse y dirigir el tipo de anticuerpo que se producirá. Algunas citocinas (IL-6) ayudan a las células B a madurar y convertirse en células plasmáticas secretoras de anticuerpos. Los anticuerpos secretados se unen a los antígenos en la superficie de los patógenos, señalándolos para su destrucción a través de la activación del complemento, la promoción de la fagocitosis por opsonina y la eliminación del patógeno por parte de las células efectoras inmunitarias. Tras la eliminación del patógeno, la cascada del complemento elimina los complejos antígeno-anticuerpo Se producen 5 tipos de anticuerpos: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Los anticuerpos IgG se pueden subdividir en subclases estructuralmente distintas con diferentes capacidades para fijar el complemento, actuar como opsoninas, etc. Reconocen y neutralizan patógenos específicos. Los anticuerpos no son capaces de eliminar un virus una vez que se ha producido la infección. Los mecanismos inmunitarios mediados por células son importantes en la defensa contra la mayoría de los patógenos intracelulares. La inmunidad mediada por células protege a un organismo a través de: • Activación de células T citotóxicas específicas de antígeno que inducen la apoptosis de células que muestran antígenos extraños o péptidos derivados en su superficie (células infectadas por virus, con bacterias intracelulares y cancerosas que muestran antígenos tumorales). • Activación de macrófagos y células NK, lo que les permite destruir patógenos intracelulares. • Estimulación de la producción de citocinas (como IFNγ) que media la respuesta inmunitaria eficaz. La inmunidad por células se dirige a los microbios que sobreviven en los fagocitos, así como a los que infectan células no fagocíticas. Este tipo de inmunidad es más efectivo para eliminar células infectadas por virus y células cancerosas. Es importante en el rechazo de trasplantes. Inmunización pasiva vs. activa La inmunidad adquirida se logra a través de la inmunización pasiva o activa. Inmunización pasiva es la transferencia de inmunidad humoral activa, en forma de anticuerpos “preparados”, de un individuo a otro. Puede ocurrir de forma natural mediante la transferencia transplacentaria de anticuerpos maternos al feto en desarrollo, o puede inducirse artificialmente inyectando a un receptor anticuerpos exógenos fabricados y dirigidos a un patógeno o toxina específicos, es usado cuando existe ↑riesgo de infección y tiempo insuficiente para que el cuerpo desarrolle su propia respuesta inmune, o para ↓síntomas de enfermedades crónicas o inmunosupresoras. Inmunización activa es la producción de anticuerpos contra un antígeno o patógeno específico después de la exposición al antígeno. Puede ser por una infección natural (microbio) o por la administración de una vacuna que puede ser patógenos atenuados (debilitados), organismos inactivados o proteínas/CH específicos que se sabe que inducen inmunidad. La inmunización requiere el uso de "adyuvantes" que ↑capacidad del sistema inmunitario para responder a la inyección de antígeno. Inmunopatología Defectos o disfunciones en la respuesta inmunitaria innata o adaptativa pueden provocar enfermedades o padecimientos. Dichos trastornos generalmente son causados por una respuesta inmunitaria hiperactiva (conocida como reacciones de hipersensibilidad), una reacción inapropiada a uno mismo (conocida como autoinmunidad) o respuestas inmunitarias ineficaces (conocidas como inmunodeficiencia). Reacciones hipersensibles Son respuestas indeseables producidas por el sistema inmunitario normal. Hay 4 tipos de reacciones de hipersensibilidad: • Tipo I: Hipersensibilidad inmediata. • Tipo II: Hipersensibilidad citotóxica o dependiente de anticuerpos. • Tipo III: Enfermedad por inmunocomplejos. • Tipo IV: Hipersensibilidad de tipo retardado. Hipersensibilidad tipo I (↑común): Reacción alérgica por lareexposición a un tipo específico de antígeno (Alérgeno). Se caracteriza por la secreción de IgE por células plasmáticas. Los anticuerpos IgE se unen a los receptores en la superficie de los mastocitos tisulares y los basófilos sanguíneos, haciendo que se “sensibilicen”. La exposición posterior al mismo alérgeno reticula la IgE unida en las células sensibilizadas, lo que da como resultado la desgranulación y la secreción de mediadores activos como histamina, leucotrienos y prostaglandinas que causan vasodilatación y contracción del músculo liso del tejido circundante. El TX implica evitar el desencadenante y, en los alérgenos inhalados, la intervención farmacológica con broncodilatadores, antihistamínicos y antiinflamatorios. Casos graves (anafilaxia) necesita TX inmediato con epinefrina. Hipersensibilidad tipo II (raras): Tardan entre 2 y 24 h en desarrollarse. Ocurre cuando los anticuerpos IgG e IgM se unen a las moléculas de la superficie celular del propio PX, forman complejos que activan el sistema del complemento. Lo que conduce a la opsonización, aglutinación de glóbulos rojos ("agrupamiento"), lisis celular y muerte. P.E: Eritroblastosis fetal, SX de Goodpasture y Anemias autoinmunes. Hipersensibilidad de tipo III: Ocurren cuando los anticuerpos IgG e IgM se unen a proteínas solubles (no en moléculas de la superficie celular como el tipo II) forman complejos inmunitarios que pueden depositarse en los tejidos, lo que lleva a la activación del complemento, inflamación, entrada de neutrófilos y desgranulación de mastocitos. Puede tardar días, o incluso semanas, en desarrollarse y el TX involucra agentes antiinflamatorios y corticosteroides. P.E: Lupus eritematoso sistémico (LES), Enfermedad del suero y Artritis reactiva. Hipersensibilidad de tipo IV (2° ↑común): Tardan 2 o > días en desarrollarse. Mediadas por células (independientes de anticuerpos). Causadas por la sobreestimulación de las células T y los monocitos/macrófagos, lo que lleva a liberación de citoquinas que causan inflamación, muerte celular y daño tisular. Las reacciones se resuelven evitando los desencadenantes y el uso de corticosteroides tópicos. P.E: Respuesta de la piel a la hiedra venenosa. Autoinmunidad Existe pérdida de la homeostasis inmunitaria normal = Organismo produce una respuesta anormal a su propio tejido. Posee presencia de células T autorreactivas, autoanticuerpos e inflamación. P.E: Enfermedad celíaca, DM1, Enfermedad de Addison y Enfermedad de Graves. Inflamación Respuestas inflamatorias mal reguladas y daño tisular son a características inmunopatológicas. Los defectos en la regulación inmunológica están asociados con muchas enfermedades inflamatorias crónicas (artritis reumatoide, psoriasis, enfermedad inflamatoria intestinal y asma). Características de la inflamación son calor, enrojecimiento, hinchazón y dolor. La inflamación es la respuesta normal del huésped a la infección y un proceso necesario para eliminar los patógenos del cuerpo, pero puede volverse descontrolada y provocar una enfermedad inflamatoria crónica. La sobreproducción de citocinas inflamatorias (como TNF, IL-1 e IL-6), así como el reclutamiento de células inflamatorias (como neutrófilos y monocitos) por las quimiocinas, son impulsores del proceso inflamatorio. Mediadores adicionales producidos por células inmunitarias reclutadas y activadas inducen cambios en la permeabilidad vascular y la sensibilidad al dolor. Inmunodeficiencia Estado en el que la capacidad del sistema inmunitario para combatir enfermedades infecciosas está comprometida o completamente ausente. Los trastornos de inmunodeficiencia pueden resultar de un defecto genético primario (inmunodeficiencia primaria) que puede afectar la función inmunitaria innata o adquirida a través de la inhibición de células o vías inmunitarias seleccionadas, o puede adquirirse a partir de una causa secundaria (inmunodeficiencia secundaria) como infecciones víricas o bacterianas, desnutrición, autoinmunidad o TX con fármacos que inducen inmunosupresión. Enfermedades pueden afectar directa o indirectamente el sistema inmunológico, como la leucemia y el mieloma múltiple. Síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA), causado por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). El VIH infecta directamente a las células Th y también afecta indirectamente otras respuestas del sistema inmunitario. BARRERA MECANISMO ANATOMICA Piel • La barrera mecánica retarda la entrada de microbios. • El ambiente ácido (pH 3–5) retarda el crecimiento de microbios. Membrana Mucosa • La flora normal compite con los microbios por los sitios de unión. • La mucosidad atrapa microbios extraños. • Los cilios expulsan a los microbios del cuerpo. FISIOLOGICA T° La respuesta de temperatura corporal/fiebre inhibe el crecimiento de algunos patógenos. Bajo pH El pH ácido del estómago mata a la mayoría de los microbios no digeridos. MEDIADORES QUÍMICOS • La lisozima rompe la pared celular bacteriana. • El interferón induce defensas antivirales en células no infectadas. • Complementar lisa microbios o facilita la fagocitosis. BARRERAS FAGOCITOSIS/ENDOCITOSIS • Varias células internalizan (endocitosis) y descomponen macromoléculas extrañas. • Células especializadas (monocitos sanguíneos, neutrófilos, macrófagos tisulares) internalizan (fagocitan), matan y digieren organismos completos. BARRERAS INFLAMATORIAS El daño tisular y la infección inducen la fuga de líquido vascular que contiene proteína sérica con actividad antibacteriana, lo que lleva a la entrada de células fagocíticas en el área afectada. CELULA % EN ADULTO NUCLEOS FUNCIONES TIEMPO DE VIDA ATACA MACROFAGO Variado Varios • Fagocitosis. • Presentación de antígenos a las células T. Meses – Años Varios NEUTROFILO 40-75% Multilobulado • Fagocitosis • Desgranulación (descarga del contenido de una célula) 6 HRS – Pocos días • Bacteria. • Hongo. EOSINOFILO 1-6% Bilobulado • Desgranulación • Liberación de enzimas, factores de crecimiento, citocinas. 8 – 12 días (circulan por 4 – 5 horas) • Parásitos. • Diversos tejidos alérgicos. BASOFILO <1% Bi o Tri lobulado • Desgranulación • Liberación de histamina, enzimas, citoquinas. Vida incierta; probablemente unas pocas horas, unos pocos días. • Diversos tejidos alérgicos. MASTOCITO Frecuente en tejidos Central, Unilobulado • Desgranulación • Liberación de histamina, enzimas, citoquinas. Meses a años. • Parásitos. • Diversos tejidos alérgicos. LINFOCITOS (CELULAS T) 20-40% Tinción profunda, excéntrica • Células T auxiliares (Th) (CD4+): mediadores de la respuesta inmune. • Células T citotóxicas (CD8+): destrucción celular. Semanas a años. • Células Th: bacterias intracelulares. • Células T citotóxicas: células infectadas por virus y tumorales. • Células NK: células infectadas por virus y tumorales. MONOCITOS 2-6% En forma de riñón • Se diferencian en macrófagos y células dendríticas para provocar una respuesta inmunitaria. Horas - Días • Varios NK 15% (varía) de linfocitos circulantes y tejidos. De un solo lóbulo • Rechazo tumoral. • Destrucción de células infectadas. • Liberación de perforina y granzimas que inducen la apoptosis. 7 – 10 días. • Virus. • Células tumorales. Ig FUNCION IgM • Primera inmunoglobulina (Ig) expresada durante el desarrollo de células B (respuesta primaria; anticuerpo temprano). • Antígeno opsonizante (recubrimiento) para destrucción. • Fijación del complemento. IgG • Ig principal durante la respuesta inmune secundaria. • Único anticuerpo capaz de atravesar la barrera placentaria. • Neutralización de toxinas y virus. • Antígeno opsonizante (recubrimiento) para destrucción. • Fijación del complemento. IgD Función poco clara; parece estar involucrado en la homeostasis. IgA Respuesta mucosa; protege las superficiesmucosas de toxinas, virus y bacterias a través de la neutralización directa o la prevención de la unión a la superficie mucosa. IgE • Asociado con hipersensibilidad y reacciones alérgicas. • Desempeña un papel en la respuesta inmune a los parásitos. TIPO NOMBRE ALTERNATIVO EJEMPLOS MEDIADORES I Alergia (inmediata) Atopia • Anafilaxia. • Asma. • Rinitis alérgica. • Angioedema. • Alergia a la comida. IgE II Citotóxico, dependiente de anticuerpos. • Eritroblastosis fetal. • Síndrome de Goodpasture. • Anemias autoinmunes, trombocitopenias. IgG, IgM III Enfermedad por inmunocomplejos. • Lupus eritematoso sistémico. • Enfermedad del suero. • Artritis reactiva. • Reacción de Arthus. Agregación de antígenos. IgG, IgM. Proteínas del complemento. IV Hipersensibilidad de tipo retardado, mediada por células, independiente de anticuerpos. • Dermatitis de contacto. • Tuberculosis. • Rechazo crónico de trasplantes. Células T, monocitos, macrófagos. SISTEMA INMUNE INATO SISTEMA INMUNE ADAPTATIVO CELULAS Células hematopoyéticas: • Macrófagos. • Células dendríticas. • Mastocitos. • Neutrófilos. • Basófilos. • Eosinófilos. • Células NK. • Células T Células no hematopoyéticas • Células epiteliales (piel, vías respiratorias, tracto gastrointestinal). Células hematopoyéticas: • Células T • Células B. MOLECULAS • Citocinas. • Complemento. • Proteínas y glicoproteínas. • Anticuerpos (Ig). • Citocinas. TIEMPO DE RESPUESTA Inmediata. Retraso de horas a días. MEMORIA INMUNOLOGICA Ninguno: Las respuestas son las mismas con cada exposición. Capacidad de respuesta mejorada por la exposición repetida al antígeno.
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