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Condrog&#233;nesis y formaci&#243;n de articulaciones&#46; A&#58; el esqueleto de cart&#237;lago se forma a partir de la condensaci&#243;n de c&#233;lulas mesenquimales y despu&#233;s&#44; los moldes cartilaginosos&#46; B&#58; los moldes de cart&#237;lago se segmentan y forman las articulaciones sinoviales&#46; Los condrocitos del centro de la agregaci&#243;n detienen su maduraci&#243;n en la interzona y se forman tres capas celulares&#46; Las c&#233;lulas de la capa media mueren por apoptosis y las capas adyacentes forman los cart&#237;lagos articulares&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Antes de que se inicie la hipertrofia de los elementos esquel&#233;ticos&#44; en una regi&#243;n espec&#237;fica de la condensaci&#243;n precartilaginosa &#40;fig&#46; 1A&#41;&#44; algunas c&#233;lulas conforman la presunta regi&#243;n de la articulaci&#243;n llamada interzona<span class="elsevierStyleSup">2&#44;3</span> &#40;fig&#46; 1B&#41;&#44; que se caracteriza por ser una regi&#243;n de c&#233;lulas altamente condensadas y aplanadas&#44; agrupadas en tres capas<span class="elsevierStyleSup">4</span>&#59; estas c&#233;lulas pierden su fenotipo diferenciado y producen una MEC rica en col&#225;geno tipos I y III<span class="elsevierStyleSup">5</span>&#44; a diferencia de la MEC del cart&#237;lago&#44; rica en col&#225;geno tipo II y agrecano&#46; El gen <span class="elsevierStyleItalic">Wnt9a</span> es la primera mol&#233;cula que se expresa en la interzona<span class="elsevierStyleSup">3&#44;6</span> e inhibe la expresi&#243;n de <span class="elsevierStyleItalic"> Sox9&#44;</span> el marcador del linaje condrog&#233;nico&#44; dando como consecuencia la disminuci&#243;n de la expresi&#243;n de col&#225;geno tipo II&#59; adem&#225;s se activa la expresi&#243;n de algunas pcote&#237;nas morfog&#233;nicas de hueso &#40;BMP&#41; como factor de crecimiento y diferenciaci&#243;n 5 &#40;GDF5&#41;<span class="elsevierStyleSup">7</span> y algunos de sus antagonistas como nogina<span class="elsevierStyleSup">8</span> y cordina&#44; que regulan el desarrollo de la articulaci&#243;n&#46; Mol&#233;culas de adhesi&#243;n celular como la integrina a5b1 podr&#237;an regular la formaci&#243;n de las articulaciones al mantener el estado diferenciado de los condrocitos<span class="elsevierStyleSup">9</span>&#59; as&#237;&#44; para que se forme la interzona es necesaria la desaparici&#243;n de las integrinas a5b1&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La cavidad articular se forma al desaparecer la capa central de la interzona mediante el proceso conocido como cavitaci&#243;n&#44; mientras que las dos &#225;reas de alta densidad podr&#237;an responder al GDF5 y diferenciarse para formar el cart&#237;lago articular que recubre las superficies articulares de los huesos adyacentes&#46; Al inicio de la cavitaci&#243;n se incrementan el hialuronato y su receptor CD44&#59; la adhesi&#243;n celular disminuye&#44; y posiblemente esto active la apoptosis que facilita la separaci&#243;n completa de los elementos esquel&#233;ticos adyacentes&#46; Posiblemente&#44; los diversos tipos celulares presentes en una articulaci&#243;n sinovial madura&#44; como las c&#233;lulas sinoviales&#44; los condrocitos articulares permanentes y las c&#233;lulas de la c&#225;psula articular&#44; tengan su origen en la interzona&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Los condrocitos del cart&#237;lago articular permanente que se originan de la interzona son muy parecidos a los condrocitos de la placa de crecimiento&#46; En ambos tejidos observamos las distintas etapas de diferenciaci&#243;n del cart&#237;lago&#44; como los condrocitos de reserva&#44; en proliferaci&#243;n&#44; prehipertr&#243;ficos e hipertr&#243;ficos&#46; Sin embargo&#44; ambos cart&#237;lagos tienen importantes diferencias&#59; la m&#225;s evidente es que los condrocitos articulares disminuyen considerablemente su maduraci&#243;n hacia la hipertrofia&#44; sintetizan una MEC abundante en col&#225;geno II y proteoglucanos y s&#243;lo presentan una reducida zona de cart&#237;lago hipertr&#243;fico en una regi&#243;n conocida como &#34;marca de agua&#34; o <span class="elsevierStyleItalic">tide mark</span> &#40;fig&#46; 2B&#41;&#44; mientras que en la placa de crecimiento se observa una amplia regi&#243;n de condrocitos hipertr&#243;ficos &#40;fig&#46; 2A&#41; que finalmente ser&#225;n reemplazados por osteocitos durante la osificaci&#243;n endocondral&#46; Los condrocitos hipertr&#243;ficos tienen un mayor volumen celular y producen una MEC muy espec&#237;fica&#44; rica en col&#225;geno tipo X<span class="elsevierStyleSup">10</span>&#46; La hipertrofia de los condrocitos se sigue de apoptosis&#44; invasi&#243;n de vasos sangu&#237;neos&#44; osteoclastos y otras c&#233;lulas mesenquimales provenientes del pericondrio y la producci&#243;n de la matriz de hueso&#46; Por ello&#44; el tama&#241;o y la forma de los huesos largos y las articulaciones dependen de la regulaci&#243;n coordinada de la proliferaci&#243;n&#44; la maduraci&#243;n y la hipertrofia de los condrocitos&#44; que se regulan por m&#250;ltiples se&#241;ales&#59; una de ellas es Indian Hedgehog &#40;Ihh&#41;&#44; que coordina la proliferaci&#243;n y la diferenciaci&#243;n de los condrocitos&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="273v3nExtra.3-13111156tab02.gif"></img></p><p class="elsevierStylePara">Figura 2&#46; Mecanismos de la diferenciaci&#243;n de los condrocitos en un hueso en desarrollo y maduro&#46; A&#58; la se&#241;alizaci&#243;n de las diferentes mol&#233;culas que regulan la diferenciaci&#243;n de los condrocitos&#44; desde su etapa en reposo&#44; proliferaci&#243;n&#44; prehipertr&#243;fico e hipertr&#243;fico&#46; En azul se muestran las mol&#233;culas que activan la diferenciaci&#243;n y en rojo las que la inhiben&#46; B&#58; la diferencia m&#225;s notable entre el cart&#237;lago articular y la placa de crecimiento reside en la tasa de maduraci&#243;n de los condrocitos hacia la hipertrofia&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Ihh es producida por los condrocitos prehipertr&#243;ficos e induce la expresi&#243;n de <span class="elsevierStyleItalic"> PTHrP</span> en el pericondrio&#44; que regula la tasa a la que los condrocitos salen del ciclo celular y siguen a la hipertrofia<span class="elsevierStyleSup">11&#44;12</span>&#46; Cuando los condrocitos prehipertr&#243;ficos dejan de expresar <span class="elsevierStyleItalic">Ihh</span> contin&#250;an su maduraci&#243;n hacia la hipertrofia y se activa la expresi&#243;n de <span class="elsevierStyleItalic">Runx2</span> y <span class="elsevierStyleItalic"> Runx3</span><span class="elsevierStyleSup">13</span> en el pericondrio&#44; que inducen su diferenciaci&#243;n a osteoblastos&#46; Por el contrario&#44; el FGF18 a trav&#233;s de su receptor FGFR3 regula negativamente la proliferaci&#243;n celular y promueve la hipertrofia de los condrocitos&#59; adem&#225;s&#44; la activaci&#243;n constitutiva de FGFR3 inhibe la formaci&#243;n de articulaciones<span class="elsevierStyleSup">14</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El balance de estas se&#241;ales puede determinar que los condrocitos en proliferaci&#243;n del molde cartilaginoso puedan convertirse en condrocitos prearticulares o en condrocitos prehipertr&#243;ficos&#46; No s&#243;lo en las etapas embrionarias el desequilibrio de las se&#241;ales proliferativas y de hipertrofia tiene importantes consecuencias en el cart&#237;lago articular&#59; la osteoartritis es un notable ejemplo de ese desequilibrio de se&#241;ales&#46; Es bien conocido que las lesiones del cart&#237;lago articular pueden resultar en osteoartritis&#44; donde ocurre la degeneraci&#243;n de las articulaciones&#44; evidenciada por la degradaci&#243;n del cart&#237;lago articular&#44; la formaci&#243;n de tejido fibroso y el crecimiento de osteofitos&#46; La formaci&#243;n de tejido fibroso es una respuesta de cicatrizaci&#243;n inmediata a un da&#241;o traum&#225;tico&#46; Esta cicatrizaci&#243;n en muchas ocasiones es promovida por el factor de crecimiento tumoral beta &#40;TGFb&#41;&#44; que a su vez podr&#237;a inducir la formaci&#243;n de osteofitos que recapitulan la condrog&#233;nesis y la osificaci&#243;n endocondral en el cart&#237;lago articular adulto&#46; Existen modelos animales que recapitulan esta enfermedad degenerativa de las articulaciones como los ratones mutantes de <span class="elsevierStyleItalic">Smad3</span><span class="elsevierStyleSup">15</span>&#44; una mol&#233;cula que transduce la se&#241;al de TGFb&#59; el an&#225;lisis de estos ratones muestra el incremento de la hipertrofia de los condrocitos en el cart&#237;lago articular evidenciado por la expresi&#243;n ect&#243;pica de col&#225;geno tipo X&#46; Por otro lado&#44; tambi&#233;n se ha relacionado la osteoartritis con el aumento de la expresi&#243;n de <span class="elsevierStyleItalic">Runx2</span>&#46; Otras v&#237;as de se&#241;alizaci&#243;n que regulan la hipertrofia del cart&#237;lago y la osteoartritis son las BMP y Wnt&#46; Cuando se inactiva el receptor <span class="elsevierStyleItalic">BmprIa</span> del rat&#243;n&#44; se generan fenotipos similares a los de la osteoartritis humana<span class="elsevierStyleSup">16</span>&#44; y cuando se activa la v&#237;a de Wnt al bloquear a su antagonista Dkk&#44; se revierten los procesos de destrucci&#243;n del cart&#237;lago articular y la osificaci&#243;n endocondral<span class="elsevierStyleSup">17</span>&#44; lo que indica que estas v&#237;as permiten el mantenimiento del cart&#237;lago articular adulto&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La variaci&#243;n gen&#233;tica de las mol&#233;culas de las v&#237;as relacionadas con la proliferaci&#243;n y la diferenciaci&#243;n del condrocito como las que hemos mencionado podr&#237;an ser un importante factor de riesgo de osteoartritis en humanos&#46; El estudio detallado de estos mecanismos tendr&#237;a que evaluarse como una posible estrategia terap&#233;utica para el mantenimiento del cart&#237;lago articular o para el dise&#241;o de estructuras biocompatibles con c&#233;lulas que no pierdan su fenotipo diferenciado y sirvan como implantes en tejidos con da&#241;o articular&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Agradecimientos</p><p class="elsevierStylePara">Proyecto financiado por CONACYT Salud-2003-C01-98&#46;</p>"
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Vol. 3. Núm. SE3.
Páginas 2-5 (octubre 2007)
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Diferenciación del cartílago articular y osteoartritis
Joint Cartilage Differentiation and Osteoarthritis
Cristina Velasquilloa, David Garciadiegoa, Clemente Ibarraa
a Unidad de Ingeniería de Tejidos, Terapia Celular y Medicina Regenerativa. Instituto Nacional de Rehabilitación. México DF. México.

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Diferenciación del cartílago articular y osteoartritis
Joint Cartilage Differentiation and Osteoarthritis
Cristina Velasquilloa, David Garciadiegoa, Clemente Ibarraa
a Unidad de Ingeniería de Tejidos, Terapia Celular y Medicina Regenerativa. Instituto Nacional de Rehabilitación. México DF. México.
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Condrog&#233;nesis y formaci&#243;n de articulaciones&#46; A&#58; el esqueleto de cart&#237;lago se forma a partir de la condensaci&#243;n de c&#233;lulas mesenquimales y despu&#233;s&#44; los moldes cartilaginosos&#46; B&#58; los moldes de cart&#237;lago se segmentan y forman las articulaciones sinoviales&#46; Los condrocitos del centro de la agregaci&#243;n detienen su maduraci&#243;n en la interzona y se forman tres capas celulares&#46; Las c&#233;lulas de la capa media mueren por apoptosis y las capas adyacentes forman los cart&#237;lagos articulares&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Antes de que se inicie la hipertrofia de los elementos esquel&#233;ticos&#44; en una regi&#243;n espec&#237;fica de la condensaci&#243;n precartilaginosa &#40;fig&#46; 1A&#41;&#44; algunas c&#233;lulas conforman la presunta regi&#243;n de la articulaci&#243;n llamada interzona<span class="elsevierStyleSup">2&#44;3</span> &#40;fig&#46; 1B&#41;&#44; que se caracteriza por ser una regi&#243;n de c&#233;lulas altamente condensadas y aplanadas&#44; agrupadas en tres capas<span class="elsevierStyleSup">4</span>&#59; estas c&#233;lulas pierden su fenotipo diferenciado y producen una MEC rica en col&#225;geno tipos I y III<span class="elsevierStyleSup">5</span>&#44; a diferencia de la MEC del cart&#237;lago&#44; rica en col&#225;geno tipo II y agrecano&#46; El gen <span class="elsevierStyleItalic">Wnt9a</span> es la primera mol&#233;cula que se expresa en la interzona<span class="elsevierStyleSup">3&#44;6</span> e inhibe la expresi&#243;n de <span class="elsevierStyleItalic"> Sox9&#44;</span> el marcador del linaje condrog&#233;nico&#44; dando como consecuencia la disminuci&#243;n de la expresi&#243;n de col&#225;geno tipo II&#59; adem&#225;s se activa la expresi&#243;n de algunas pcote&#237;nas morfog&#233;nicas de hueso &#40;BMP&#41; como factor de crecimiento y diferenciaci&#243;n 5 &#40;GDF5&#41;<span class="elsevierStyleSup">7</span> y algunos de sus antagonistas como nogina<span class="elsevierStyleSup">8</span> y cordina&#44; que regulan el desarrollo de la articulaci&#243;n&#46; Mol&#233;culas de adhesi&#243;n celular como la integrina a5b1 podr&#237;an regular la formaci&#243;n de las articulaciones al mantener el estado diferenciado de los condrocitos<span class="elsevierStyleSup">9</span>&#59; as&#237;&#44; para que se forme la interzona es necesaria la desaparici&#243;n de las integrinas a5b1&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La cavidad articular se forma al desaparecer la capa central de la interzona mediante el proceso conocido como cavitaci&#243;n&#44; mientras que las dos &#225;reas de alta densidad podr&#237;an responder al GDF5 y diferenciarse para formar el cart&#237;lago articular que recubre las superficies articulares de los huesos adyacentes&#46; Al inicio de la cavitaci&#243;n se incrementan el hialuronato y su receptor CD44&#59; la adhesi&#243;n celular disminuye&#44; y posiblemente esto active la apoptosis que facilita la separaci&#243;n completa de los elementos esquel&#233;ticos adyacentes&#46; Posiblemente&#44; los diversos tipos celulares presentes en una articulaci&#243;n sinovial madura&#44; como las c&#233;lulas sinoviales&#44; los condrocitos articulares permanentes y las c&#233;lulas de la c&#225;psula articular&#44; tengan su origen en la interzona&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Los condrocitos del cart&#237;lago articular permanente que se originan de la interzona son muy parecidos a los condrocitos de la placa de crecimiento&#46; En ambos tejidos observamos las distintas etapas de diferenciaci&#243;n del cart&#237;lago&#44; como los condrocitos de reserva&#44; en proliferaci&#243;n&#44; prehipertr&#243;ficos e hipertr&#243;ficos&#46; Sin embargo&#44; ambos cart&#237;lagos tienen importantes diferencias&#59; la m&#225;s evidente es que los condrocitos articulares disminuyen considerablemente su maduraci&#243;n hacia la hipertrofia&#44; sintetizan una MEC abundante en col&#225;geno II y proteoglucanos y s&#243;lo presentan una reducida zona de cart&#237;lago hipertr&#243;fico en una regi&#243;n conocida como &#34;marca de agua&#34; o <span class="elsevierStyleItalic">tide mark</span> &#40;fig&#46; 2B&#41;&#44; mientras que en la placa de crecimiento se observa una amplia regi&#243;n de condrocitos hipertr&#243;ficos &#40;fig&#46; 2A&#41; que finalmente ser&#225;n reemplazados por osteocitos durante la osificaci&#243;n endocondral&#46; Los condrocitos hipertr&#243;ficos tienen un mayor volumen celular y producen una MEC muy espec&#237;fica&#44; rica en col&#225;geno tipo X<span class="elsevierStyleSup">10</span>&#46; La hipertrofia de los condrocitos se sigue de apoptosis&#44; invasi&#243;n de vasos sangu&#237;neos&#44; osteoclastos y otras c&#233;lulas mesenquimales provenientes del pericondrio y la producci&#243;n de la matriz de hueso&#46; Por ello&#44; el tama&#241;o y la forma de los huesos largos y las articulaciones dependen de la regulaci&#243;n coordinada de la proliferaci&#243;n&#44; la maduraci&#243;n y la hipertrofia de los condrocitos&#44; que se regulan por m&#250;ltiples se&#241;ales&#59; una de ellas es Indian Hedgehog &#40;Ihh&#41;&#44; que coordina la proliferaci&#243;n y la diferenciaci&#243;n de los condrocitos&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="273v3nExtra.3-13111156tab02.gif"></img></p><p class="elsevierStylePara">Figura 2&#46; Mecanismos de la diferenciaci&#243;n de los condrocitos en un hueso en desarrollo y maduro&#46; A&#58; la se&#241;alizaci&#243;n de las diferentes mol&#233;culas que regulan la diferenciaci&#243;n de los condrocitos&#44; desde su etapa en reposo&#44; proliferaci&#243;n&#44; prehipertr&#243;fico e hipertr&#243;fico&#46; En azul se muestran las mol&#233;culas que activan la diferenciaci&#243;n y en rojo las que la inhiben&#46; B&#58; la diferencia m&#225;s notable entre el cart&#237;lago articular y la placa de crecimiento reside en la tasa de maduraci&#243;n de los condrocitos hacia la hipertrofia&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Ihh es producida por los condrocitos prehipertr&#243;ficos e induce la expresi&#243;n de <span class="elsevierStyleItalic"> PTHrP</span> en el pericondrio&#44; que regula la tasa a la que los condrocitos salen del ciclo celular y siguen a la hipertrofia<span class="elsevierStyleSup">11&#44;12</span>&#46; Cuando los condrocitos prehipertr&#243;ficos dejan de expresar <span class="elsevierStyleItalic">Ihh</span> contin&#250;an su maduraci&#243;n hacia la hipertrofia y se activa la expresi&#243;n de <span class="elsevierStyleItalic">Runx2</span> y <span class="elsevierStyleItalic"> Runx3</span><span class="elsevierStyleSup">13</span> en el pericondrio&#44; que inducen su diferenciaci&#243;n a osteoblastos&#46; Por el contrario&#44; el FGF18 a trav&#233;s de su receptor FGFR3 regula negativamente la proliferaci&#243;n celular y promueve la hipertrofia de los condrocitos&#59; adem&#225;s&#44; la activaci&#243;n constitutiva de FGFR3 inhibe la formaci&#243;n de articulaciones<span class="elsevierStyleSup">14</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El balance de estas se&#241;ales puede determinar que los condrocitos en proliferaci&#243;n del molde cartilaginoso puedan convertirse en condrocitos prearticulares o en condrocitos prehipertr&#243;ficos&#46; No s&#243;lo en las etapas embrionarias el desequilibrio de las se&#241;ales proliferativas y de hipertrofia tiene importantes consecuencias en el cart&#237;lago articular&#59; la osteoartritis es un notable ejemplo de ese desequilibrio de se&#241;ales&#46; Es bien conocido que las lesiones del cart&#237;lago articular pueden resultar en osteoartritis&#44; donde ocurre la degeneraci&#243;n de las articulaciones&#44; evidenciada por la degradaci&#243;n del cart&#237;lago articular&#44; la formaci&#243;n de tejido fibroso y el crecimiento de osteofitos&#46; La formaci&#243;n de tejido fibroso es una respuesta de cicatrizaci&#243;n inmediata a un da&#241;o traum&#225;tico&#46; Esta cicatrizaci&#243;n en muchas ocasiones es promovida por el factor de crecimiento tumoral beta &#40;TGFb&#41;&#44; que a su vez podr&#237;a inducir la formaci&#243;n de osteofitos que recapitulan la condrog&#233;nesis y la osificaci&#243;n endocondral en el cart&#237;lago articular adulto&#46; Existen modelos animales que recapitulan esta enfermedad degenerativa de las articulaciones como los ratones mutantes de <span class="elsevierStyleItalic">Smad3</span><span class="elsevierStyleSup">15</span>&#44; una mol&#233;cula que transduce la se&#241;al de TGFb&#59; el an&#225;lisis de estos ratones muestra el incremento de la hipertrofia de los condrocitos en el cart&#237;lago articular evidenciado por la expresi&#243;n ect&#243;pica de col&#225;geno tipo X&#46; Por otro lado&#44; tambi&#233;n se ha relacionado la osteoartritis con el aumento de la expresi&#243;n de <span class="elsevierStyleItalic">Runx2</span>&#46; Otras v&#237;as de se&#241;alizaci&#243;n que regulan la hipertrofia del cart&#237;lago y la osteoartritis son las BMP y Wnt&#46; Cuando se inactiva el receptor <span class="elsevierStyleItalic">BmprIa</span> del rat&#243;n&#44; se generan fenotipos similares a los de la osteoartritis humana<span class="elsevierStyleSup">16</span>&#44; y cuando se activa la v&#237;a de Wnt al bloquear a su antagonista Dkk&#44; se revierten los procesos de destrucci&#243;n del cart&#237;lago articular y la osificaci&#243;n endocondral<span class="elsevierStyleSup">17</span>&#44; lo que indica que estas v&#237;as permiten el mantenimiento del cart&#237;lago articular adulto&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La variaci&#243;n gen&#233;tica de las mol&#233;culas de las v&#237;as relacionadas con la proliferaci&#243;n y la diferenciaci&#243;n del condrocito como las que hemos mencionado podr&#237;an ser un importante factor de riesgo de osteoartritis en humanos&#46; El estudio detallado de estos mecanismos tendr&#237;a que evaluarse como una posible estrategia terap&#233;utica para el mantenimiento del cart&#237;lago articular o para el dise&#241;o de estructuras biocompatibles con c&#233;lulas que no pierdan su fenotipo diferenciado y sirvan como implantes en tejidos con da&#241;o articular&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Agradecimientos</p><p class="elsevierStylePara">Proyecto financiado por CONACYT Salud-2003-C01-98&#46;</p>"
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Información del artículo
ISSN: 1699258X
Idioma original: Español
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2024 Octubre 402 42 444
2024 Septiembre 410 61 471
2024 Agosto 327 63 390
2024 Julio 246 69 315
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2009 Mayo 6 0 6
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2009 Febrero 1 0 1
2009 Enero 3 0 3
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