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Synthetische Peptide könnten Atherosklerose aufhalten

Forschung der letzten 20 Jahre hat gezeigt, dass Atherosklerose durch Entzündungsprozesse in der arteriellen Gefäßwand entsteht. Diese so genannte vaskuläre Entzündung wird durch Botenstoffe, Zytokine und Chemokine, vermittelt. Die Entwicklung von entsprechenden entzündungshemmenden Therapeutika für diese Krankheit hat sich jedoch trotz vielversprechender jüngerer Studien als schwierig herausgestellt.

Bisherige gegen Botenstoffe gerichtete Therapiestrategien bei Atherosklerose, Rheumatoider Arthritis und anderen Entzündungskrankheiten setzen vor allem auf Antikörper und Medikamente auf Basis kleiner Moleküle. Eine Münchner Forschungsgruppe hat nun kurze Aminosäureketten synthetisch hergestellt, so genannte Peptide, die wie ein Chemokinrezeptor funktionieren. Das heisst, sie ahmen bestimmte Chemokinrezeptoren nach und sind in der Lage, genau die Chemokinmechanismen selektiv zu hemmen, die die Atherosklerose fördern. Hingegen werden Chemokinmechanismen, die andere physiologisch wichtige Prozesse im Körper steuern, nicht gehemmt.
„Die hier entwickelten Mini-CXCR4-Mimetika können selektiv zwischen zwei Botenstoffen eines Rezeptors, in diesem Fall dem atypischen Chemokin MIF und dem klassischen Chemokin CXCL12, unterscheiden und so spezifisch die Wirkungen auf die Atherosklerose hemmen“, erklärt Studienleiterin Aphrodite Kapurniotu von der Technischen Universität München.

„Aktuell konnten wir unseren Ansatz zwar nur im Tiermodell bestätigen, aber eine zukünftige klinische Anwendung scheint möglich, zumal Peptidtherapeutika deutlich kostengünstiger sind als Antikörper“, so Mitautor Jürgen Bernhagen, LMU Klinikum München. Plus, das neue molekulare Konzept könnte auch therapeutisches Potenzial für andere entzündliche Krankheiten haben.

Referenz:
TUM
Desingned CXR4 mimic acts as a soluble chemokine receptor that blocks atherogenic inflammation by agonist-specific targeting; Nature Communications, 11,5981 (2020); https://www.nature.com/articles/s41467-020-19764-z

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Gesundheitsökonomie Onkologie Wissenschaft

Vitamin D verringert Krebs-Sterberate

Seit einigen Jahren untersuchen Wissenschaftler den Einfluss einer ausreichenden Versorgung mit Vitamin D auf die Prognose zahlreicher Erkrankungen. Zur Frage, wie sich die Vitamin D-Versorgung auf die Sterberaten an Krebs auswirkt, sind in den vergangenen Jahren gleich drei Metaanalysen großer klinischer Studien erschienen. Die Untersuchungen kamen zu einem übereinstimmenden Ergebnis: Um rund 13 Prozent sinkt bei einer Vitamin D-Supplementierung die Krebssterblichkeit – über alle Krebserkrankungen hinweg. Welche biologischen Mechanismen dem zugrunde liegen könnten, ist noch nicht genau geklärt.

Ein Vitamin D Mangel ist in der älteren Bevölkerung und insbesondere bei Krebspatienten weit verbreitet. Der Epidemiologe Hermann Brenner und Kollegen vom DKFZ errechneten nun, welche Kosten durch eine Vitamin D-Supplementierung der gesamten Bevölkerung Deutschlands ab einem Alter von 50 Jahren entstehen würden. Fazit: bei einer Vitamin D-Supplementierung aller Deutschen über 50 Jahre könnten möglicherweise bis zu 30.000 Krebstodesfälle pro Jahr vermieden und mehr als 300.000 Lebensjahre gewonnen werden – bei gleichzeitiger Kostenersparnis.

„In einigen Ländern werden sogar Nahrungsmittel seit vielen Jahren mit Vitamin D angereichert – etwa in Finnland, wo die Sterberaten an Krebs um rund 20 Prozent niedriger sind als in Deutschland,“ so Brenner: „ganz abgesehen davon, dass sich die Hinweise auf weitere positive Gesundheitseffekte einer ausreichenden Vitamin D-Versorgung verdichten, etwa bei den Sterberaten an Lungenerkrankungen.“

Um den eigenen Vitamin D-Spiegel kostenfrei zu verbessern, wird empfohlen, sich bei Sonnenschein im Freien aufzuhalten, zwei- bis dreimal pro Woche für etwa zwölf Minuten. Gesicht, Hände und Teile von Armen und Beinen sollten für diese Zeitspanne unbedeckt und ohne Sonnenschutz sein.

Referenz:
DKFZ
Pressemeldung DKFZ, 11.2.2021; https://www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2021/dkfz-pm-21-07-Vitamin-D-Supplementierung-moeglicher-Gewinn-an-Lebensjahren-bei-gleichzeitiger-Kostenersparnis.php

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Genetik Immunologie Infektiologie Wissenschaft

Bakterien können sich bei einem Antibiotikaangriff schlafend stellen

Resistente Bakterien entziehen sich der Wirkung von Antibiotika, indem sie unempfindlich werden, z. B., indem sie Antibiotika abbauen. Es gibt aber noch eine andere Überlebensstrategie für Bakterien: Sie versetzen sich in einen schlafähnlichen Zustand, um eine Behandlung mit Antibiotika auszuhalten – sie werden persistent. Nach Abschluss der Therapie erwachen sie zu neuem Leben.

Ein Schweizer Forschungsteam isolierte die Bakterienart Staphylococcus aureus eines infizierten Patienten und wies nach, dass einzelne Bakterienkolonien kleiner waren als die anderen. Bisher wurde angenommen, dass sich persistente Bakterien erst über einen längeren Zeitraum unter Laborbedingungen entwickeln.

Um herauszufinden, unter welchen Bedingungen Bakterien persistent werden, führten die Forschenden verschiedene Stresstests durch. Stressfaktoren sind zum Beispiel die Anwesenheit menschlicher Immunzellen, Antibiotika oder eine saure Umgebung, wie sie in Abszessen herrscht. Resultat: Je extremer die Bedingungen gestaltet wurden, desto höher wurde der Anteil der persistenten Bakterien.

Es erwies sich, dass eine umfassende molekulare Neuprogrammierung stattgefunden hatte, die eine Verlangsamung des Stoffwechsels bewirkte. Das Resultat war jedoch nicht ein vollkommener Stillstand, sondern eine Art Dämmerzustand. Aus dem die Bakterien wieder „erwachen“ sobald die Umgebung freundlicher wird. Dieser Mechanismus, so hofft man jetzt, könnte zur Entwicklung neuer Behandlungen gegen persistente Bakterien beitragen. Wird das Wachstum reaktiviert, könnten sich die Bakterien einem Antibiotika-Angriff nicht mehr entziehen.

Referenz:
Universität Zürich
Molecular reprogramming and phenotype switching in Staphylococcus aureus lead to high antibiotic persistence and affect therapy success, PNAS 2021, https://www.pnas.org/content/118/7/e2014920118

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Immunologie Neurologie Wissenschaft

Impfen gegen Multiple Sklerose?

Eine aktuelle Studie zieht gerade viel Aufmerksamkeit auf sich, denn wenige Wochen nach der Einführung der ersten mRNA-basierten Corona-Impfstoffe wird von einer mRNA-Impfung gegen Multiple Sklerose (MS) berichtet.

Anders als bei der Corona-Impfung soll aber nicht das fremde Antigen bekämpft werden, sondern das körpereigene Immunsystem wieder an entzündungsauslösende Proteine (Autoantige gegen körpereigene Strukturen) gewöhnt werden. Das Prinzip ist vergleichbar mit der Desensibilisierung gegen Allergien (z. B. bei Pollenallergikern). Dabei wird durch eine gezielte Zufuhr des auslösenden Stoffes die immunologische Überempfindlichkeit abgebaut, das Immunsystems lernt, das Allergen wieder zu tolerieren.

Forschern ist es an einem MS-Mausmodell gelungen, durch die kontrollierte Zufuhr des auslösenden Autoantigens (ein Myelinprotein) die autoimmune Gehirn- und Rückenmarksentzündung (Enzephalomyelitis) zu verhindern bzw. sogar rückgängig zu machen. Im Ergebnis konnte in mehreren MS-Mausmodellen die Erkrankung erfolgreich unterdrückt und eine Demyelinisierung (Angriff auf die Isolierschicht der Nervenfasern) verhindert werden; erkrankte Tiere erholten sich.

Dennoch handelt es sich nicht um eine greifbare Therapieoption, die am Menschen schnell umgesetzt werden kann. Die Entwicklung mit dem Ziel, das Immunsystem „toleranter“ zu machen, ist komplexer als der Ansatz, das Immunsystem gegenüber einem Krankheitserreger auf Angriff zu trimmen. Aber die Entwicklung dieses Grundprinzips belegt zumindest das hohe Innovationspotenzial dieses Forschungszweigs und könnte ein erster wichtiger Schritt für die Entwicklung einer zielgerichteten Therapie sein.

Referenz:
Universität Mainz
Pressemeldung Deutsche Gesellschaft f. Neurologie: Erste tierexperimentelle Daten zur mRNA-Impfung gegen Multiple Sklerose; A noninflammatory mRNA vaccine for treatment of experimental autoimmune encepha-lomyelitis, Science 2021; 371: 145–153, https://science.sciencemag.org/content/371/6525/145.editor-summary

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Leben Psychologie Wissenschaft

Corona: Bedenken und Befürchtungen

In der aktuellen Auswertung der Studie ,,Wissen und Einstellungen zu Corona“, die von Manuel Schabus, Universität Salzburg, initiiert wurde, flossen die Daten von insgesamt 3.606 erwachsenen Personen ein. Als größte Befürchtung wird aktuell wahrgenommen, dass ein naher Angehöriger erkrankt (68,2%), die wirtschaftlichen Schäden (46,3%) und die Einschränkung der Meinungsfreiheit bzw. Grundrechte (45%). Am seltensten genannt wurde die Befürchtung, tatsächlich selbst an ,,Corona“ zu sterben (15,2%).

Fast 90% der Teilnehmenden fühlen sich inzwischen durch die Corona-bedingten Maßnahmen sehr (60,2%) oder zumindest etwas (28,9%) eingeschränkt. Diese Bedenken teilen die meisten Teilnehmenden (81,2%) und hierbei sind alle Altersgruppen gleichmäßig kritisch. Gefühle von Ärger und Unruhe aufgrund des Eindrucks einer nicht objektiven Berichterstattung beschäftigten mehr als Drittel der Teilnehmenden (38,2%) die ganze oder die meiste Zeit.

Am belastendsten wird wahrgenommen, soziale Kontakte nicht mehr pflegen zu können (42,6% Freunde nicht treffen), Homeschooling bei Eltern (44,9%) und wirtschaftliche Folgen (69,8%). Die Angst Überträger der Krankheit zu sein (17,3%), selbst zu erkranken (5,6%) oder eine Mangelversorgung durch eine etwaige Überbelastung des Gesundheitswesens (15,2%) wird überraschenderweise als weit weniger belastend eingestuft.

Bei der Impfbereitschaft geben 43,9% an, sich auf jeden Fall impfen zu lassen, 30% möchten erst einmal abwarten oder sind noch unentschlossen und 26,1% möchten sich auf keinen Fall impfen lassen. Dass 42,2% der Teilnehmenden von einer Rückkehr zur Normalität erst im Jahr 2022 oder noch später rechnen, zeigt eine alarmierenden Perspektivenlosigkeit in der Bevölkerung. Als hilfreich empfunden wird Zeit in der Natur zu verbringen (76%), Sport und Bewegung (72%) Angehörige oder Freunde zu treffen (68%).

Referenz:
Universität Salzburg
Pressemeldung myScience, 9.2.2021; https://www.myscience.at/news/wire/irrationale_aengste_lebensbedrohlich_an_corona_zu_erkranken-2021-uni-salzburg

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Biotechnologie Interne Medizin Pneumologie Wissenschaft

Lunge auf Chip

Ein Labor des ARTORG Center for Biomedical Engineering Research der Universität Bern befasst sich seit über zehn Jahren mit der Entwicklung hochspezialisierter In-vitro-Organ-Modellen, den sogenannten Organs-on-Chip. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Modellierung der Lunge und ihrer Erkrankungen. Nach einem ersten erfolgreichen Lunge-auf-Chip-System, das wesentliche Merkmale der Lunge aufweist, wurde nun eine rein biologische Lunge-auf-Chip der nächsten Generation entwickelt.

Pauline Zamprogno hat das neue Modell für ihre Doktorarbeit entwickelt. Die hervorstechendsten Eigenschaften der neuen Version: Das Modell reproduziert eine Ansammlung von Lungenbläschen, die mit je 250 Mikrometer Durchmesser etwa lebensgroß sind. Das System besteht aus einer dünnen, dehnbaren Membran aus Molekülen, die natürlicherweise in der Lunge vorkommen: Kollagen und Elastin. Die Membran ist stabil, kann wochenlang beidseitig kultiviert werden, ist biologisch abbaubar und ihre Elastizität ermöglicht das Simulieren von Atembewegungen durch mechanisches Dehnen der Zellen. Durch ihre Größe und die Ähnlichkeit zu echtem Lungengewebe, eignet sich das Modell nun auch zur Untersuchung verändertet Luft-Blut-Barrieren bei Lungenerkrankungen wie idiopathischer Lungenfibrose (IPF) oder chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung (COPD).

Die Lunge-auf-Chip kann sowohl mit gesunden als auch mit erkrankten Lungenbläschen-Zellen, etwa Krebszellen, besiedelt werden. Damit erhalten Kliniker ein besseres Verständnis der Physiologie der Lunge und ein wirksames Werkzeug zum Screening möglicher neuer Wirkstoffe. So können Therapien identifiziert werden, die bestimmten Patienten am besten helfen können. Ein weiterer Vorteil der neuen Lunge-auf-Chip ist ihr Potenzial, pneumologische Forschung auf Basis von Tierversuchen zu reduzieren.

Referenz:
Universität Bern; Inselspital Bern; HIPS, Saarbrücken
Second-generation lung-on-a-chip with an array of stretchable alveoli made with a biological membrane; Commun Biol 2021; 4:168; https://www.nature.com/articles/s42003-021-01695-0

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Neurowissenschaften Psychologie Wissenschaft

Gute Freunde sorgen für emotionale Stabilität

Beste Freunde sind in stressigen Situationen von besonders großem Wert, auch wenn diese nicht persönlich anwesend sind. Das konnte Carmen Morawetz vom Institut für Psychologie der Universität Innsbruck gemeinsam mit KollegInnen in einer bildgebenden Studie mittels funktioneller Magnetresonanztomographie belegen.

Gerade in Zeiten der Pandemie, in denen soziale Isolation und Quarantäne an der Tagesordnung stehen, ist es vielen Menschen nicht möglich, ihre besten Freundinnen und Freunde persönlich zu treffen und sich über ihre Ängste, Gefühle und Sorgen des Alltags auszutauschen. Gerade junge Leute kommunizieren – noch mehr in Zeiten von Social Distancing – schriftlich, tauschen sich über Messenger-Apps über Gefühle aus und suchen so auch Hilfe.

„Wir wissen aus zahlreichen anderen Studien, dass Menschen Gefühle durch soziale Nähe besser bewältigen können“, sagt Morawetz. Das Spannende an der aktuellen Studie ist, dass sich diese soziale Unterstützung auf das Zusammenspiel verschiedener Gehirnregionen selbst dann auswirkt, wenn diese nur „virtuell“ erfolgt, die unterstützend wirkende Person also nicht selbst im Raum anwesend ist. Dabei wird die Hirnaktivierung durch die soziale Nähe zum Unterstützer beeinflusst. „Das heißt, es macht für unser Gehirn einen Unterschied, ob wir Hilfe von uns nahestehenden Menschen bekommen, oder ob es sich um eine für uns unbekannte Person handelt“, betont Carmen Morawetz.

„Von den ganzen aktivierten Hirnregionen, die an der Abschwächung der Emotionen beteiligt sind, kommt dem Mandelkern (Amygdala) eine besondere Funktion zu; diese ist bei der Hilfe durch Unbekannte stärker aktiviert,“ erklärt Morawetz. Der Einfluss von Freunden wirkt sich hier stabilisierend aus.

Referenz:
Uni Innsbruck, Freie Universität Berlin, Universität Melbourne
With a little help from my friends: the effect of social proximity on emotion regulation-related brain activity; NeuroImage, 30.1.2021; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S105381192100094X?via%3Dihub

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Infektiologie Interne Medizin Virologie Wissenschaft

Erst Corona, dann Diabetes?

Bei Patienten mit COVID-19-Erkrankung, gibt es immer wieder Verläufe, bei denen auch die Regulation des Blutzuckerspiegels gestört ist. So treten häufiger Symptome auf, wie sie typischerweise bei Diabetes mellitus vom Typ1 zu finden sind. Die Symptome reichen von Hyperglykämie bis hin zu einer Ketoazidose (Übersäuerung des Blutes). Studien berichten über Verschlechterungen bekannter Diabetes mellitus Erkrankungen, aber auch über Fälle von neu aufgetretenem Diabetes nach durchgemachter COVID-19 Erkrankung.

Eine deutsche Arbeitsgruppe untersuchte, wie es bei COVID-19-Patienten zu diesen Diabetes-typischen Symptomen kommen könnte. Dafür haben die Forschenden Gewebe aus der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) mit SARS-CoV-2 in Kontakt gebracht und herausgefunden, dass sich die sogenannten Langerhans‘schen Inseln mit dem Coronavirus infizieren lassen.

Die Viren dringen in die Zellen ein und setzen neue infektiöse Viruspartikel frei. Daraufhin verändert sich infiziertes insulinproduzierendes Gewebe in Form und Funktion entscheidend. So reduziert sich etwa die Anzahl der Insulin-Granula, in denen Beta-Zellen das Insulin speichern. Das wiederum stört die Ausschüttung dieses lebenswichtigen Hormons.

Bei Autopsien an verstorbenen COVID-19-Patienten zeigte sich, dass selbst nachdem in der Lunge keine Virusproteine mehr zu finden waren, diese im Pankreas noch nachgewiesen werden konnten. Dies wiederum deutet darauf hin, dass das neuartige Coronavirus nicht nur außerhalb der Lunge aktiv ist und andere Organe infiziert, sondern dass diese Infektionen auch häufiger und andauernder sind als bisher angenommen. Ob die auftretenden Beeinträchtigungen der Insulinproduktion langfristig zu einer Diabetes-Erkrankung führen, müssen nun weitere Studien klären.

Referenz:
Universität Ulm
SARS-CoV-2 infects and replicates in cells of the human endocrine and exocrine pancreas; Nature Metabolism 2021; https://www.nature.com/articles/s42255-021-00347-1

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Infektiologie Intensivmedizin Wissenschaft Zahnmedizin

Covid-19: Parodontitis sorgt für schweren Verlauf

Die Ergebnisse einer aktuellen Studie zeigen einen Zusammenhang zwischen dem Vorliegen der Zahnbetterkrankung Parodontitis und einem schweren COVID-19-Verlauf. Demnach haben COVID-19-Patienten mit Parodontitis ein höheres Risiko für die Aufnahme auf Intensivstationen, die Notwendigkeit einer unterstützten Beatmung und sogar einen tödlichen Ausgang der Erkrankung, als parodontal gesunde COVID-19-Patienten.

Die Fallkontrollstudie wurde zwischen Februar und Juli 2020 mit 568 Patienten unter Verwendung nationaler elektronischer Patientenakten, die medizinische und zahnmedizinische Daten enthielt, durchgeführt. Sie ergab, dass nach Berücksichtigung von Alter, Geschlecht, Nikotinkonsum und Body-Mass-Index, Covid-19-Patienten mit Parodontitis 3,5-mal häufiger auf die Intensivstation eingewiesen wurden, 4,5-mal häufiger ein Beatmungsgerät benötigten und fast neunmal häufiger sterben als diejenigen ohne Zahnfleischerkrankungen. Ebenso waren mit Entzündungen verbundene Biomarker bei COVID-19-Patienten mit Parodontitis erhöht.

Mariano Sanz, einer der Autoren der Studie, stellte fest, dass orale Bakterien bei Patienten mit Parodontitis eingeatmet werden und die Lunge infizieren können, insbesondere bei Patienten, die ein Beatmungsgerät verwenden. „Dies kann zur Verschlechterung von Patienten mit COVID-19 beitragen und das Todesrisiko erhöhen“, meint er und empfiehlt, dass das Krankenhauspersonal COVID-19-Patienten mit Parodontitis identifizieren und bei ihnen orale Antiseptika verwenden sollte, um die Übertragung von Bakterien zu verringern.
Regelmäßige zahnärztliche Kontrollen helfen, vermeidbare Risikofaktoren für einen schweren COVID-Verlauf zu verhindern.

Referenz:
University of Madrid
Pressemeldung, Deutsche Gesellschaft für Parodontologie e.V.; 3.2.2021; https://www.dgparo.de/presse/presse_detail/article-601ad7dce5059
Association between periodontitis and severity of COVID-19 infection: a case-control study. J Clin Periodontol. 2021, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jcpe.13435

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Anthropologie Psychologie Wissenschaft

Social Media liegt in unseren Genen

Freunde und soziale Netzwerke haben den Menschen innovativ und erfolgreich gemacht, sagt Andrea Migliano von der Universität Zürich. Die Anthropologin erforscht traditionelle Gesellschaften, die ähnlich leben wie unsere Vorfahren vor über zehntausend Jahren. Aktuell das Leben der Agta, Jäger und Sammler, die im Dschungel der philippinischen Insel Luzon beheimatet sind.

Um zu überleben, teilen die Agta nicht nur Nahrungsmittel und Dinge, sondern auch ihr Wissen. Nicht über elektronischen Speichersysteme wie wir, sondern indem sie ihr Wissen in Geschichten verpacken. Wichtig für den Wissensaustausch sind auch Besuche, die Mitglieder einer Gruppe anderen Agta-Camps abstatten. „Diese Visiten sind die sozialen Medien der Jäger und Sammler,“ so Migliano, „Dieser Austausch von Knowhow ist die Grundlage für Innovationen, auf denen die kumulative Kultur beruht.“

Diese Fähigkeit zur Innovation unterscheidet uns Menschen deutlich von unseren nächsten evolutionsgeschichtlichen Verwandten – Schimpansen sind nicht sonderlich innovativ und sie betreiben kein Networking. Migliano geht deshalb davon aus, dass gerade soziale Strukturen, die wie bei den Agta aus kleinen miteinander vernetzten Gemeinschaften bestehen, die kulturelle Entwicklung möglich gemacht haben.

Besonders wichtig für Informations- und Innovationsnetzwerke sind Freundschaften. Freunde sind das Schmiermittel für den Wissenstransfer und beflügeln das Wissen von Neuem. Nicht nur im philippinischen Dschungel, wo Freundschaften schon früh in Spielgruppen von Gleichaltrigen geknüpft werden, aber auch bei uns in den Städten der Spätmoderne. Heute ermöglichen soziale Medien wie Facebook oder Twitter, Informationen in individuellen Netzwerken unter „Freunden“ auszutauschen. Und Online-Crowds schließen das Knowhow von unzähligen Menschen zusammen, um bestimmte Aufgaben zu lösen.

Referenz
Universität Zürich
Pressemeldung UZH Zürich 3.2.2021; Social Media der Jäger und Sammler; https://www.news.uzh.ch/de/articles/2021/social-media-der-jaeger-und-sammler.html

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