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Die
Erfindung betrifft die Verwendung von meso-Zeaxanthin, das die Ablagerung
von Makulapigment im menschlichen Auge erhöht. Die Erfindung befasst sich
insbesondere, jedoch nicht ausschließlich mit pharmazeutischen
Zusammensetzungen, die meso-Zeaxanthin enthalten, zur Verwendung
bei der therapeutischen oder prophylaktischen Behandlung von Erkrankungen
der Makula und insbesondere von altersbedingter Makuladegeneration
(AMD).
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Die
Makula ist die anatomische Region der Netzhaut, welche beim Menschen
für das
zentrale Sehen verantwortlich ist. Mit Mittelpunkt auf der Fovea,
wo die Sehachse auf die Netzhaut trifft, erstreckt sie sich etwa 2,75
mm weit radial nach außen
(Davson, 1990). Die Makula gliedert sich in die innere Makula und
die äußere Makula.
Die innere Makula erstreckt sich über eine Entfernung von 1,5
mm radial nach außen,
während
die äußere Makula
von dem umgebenden ringförmigen
Kranz definiert wird. Der zentrale Teil der Makula ist aufgrund
seiner gelben Färbung,
die von der Anwesenheit des Makulapigments herrührt, leicht erkennbar.
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Trotz
ihrer geringen Größe ist die
Makula mit dem höchsten
Grad an Sehschärfe
ausgestattet. Es überrascht
daher nicht, dass umfangreiche Bemühungen dem Verständnis und,
wenn möglich,
der Behandlung von Krankheiten gelten, welche die normale Funktion
der Makula stören.
Eine solche Erkrankung ist die altersbedingte Makuladegeneration
(AMD), die bei etwa 20% der Bevölkerung
im Alter von über
65 auftritt und in den USA und dem Vereinigten Königreich den Hauptgrund für eine Sehschwäche darstellt.
Bis jetzt ist AMD ist ein irreversibler Zustand.
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Wald
(1945) stellte fest, dass gesammelte Extrakte des Makulapigments
ein carotinoidähnliches
Absorptionsspektrum aufwiesen, das dem von Lutein zu entsprechen
schien. Eine weiterführende
Arbeit in den 1980ern zeigte, dass es aus Lutein und Zeaxanthin
bestand (Bone et al. 1985).
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Eine
jüngere
Arbeit (Bone et al. 1993) hat gezeigt, dass sich die in der menschlichen
Netzhaut vorkommende Zeaxanthinkomponente ihrerseits aus allen dreien
der möglichen
Stereoisomere zusammensetzt. 1 stellt
die stereochemischen Strukturen der makulären Pigmentkomponenten dar.
Die 3'-Hydroxygruppen
an Lutein und meso-Zeaxanthin weisen die gleiche absolute Konfiguration
auf, die durch eine Bewegung der 4'-5'-Doppelbindung
(Lutein) zur 5'-6'-Position (meso-Zeaxanthin) eine
Interkonversion möglich
macht. Von den drei Stereoisomeren ist SSZ nur als relativ geringe
Komponente vorhanden. RRZ stammt aus der Nahrung, während RSZ
(oder meso-Zeaxanthin) in der Nahrung nicht häufig anzutreffen ist und in
menschlichem Serum noch nicht nachgewiesen wurde. Es ist vorgeschlagen
worden, dass die Anwesenheit von RSZ das Ergebnis einer Isomerisierung
von Lutein zu RSZ durch ein Enzym sein könnte.
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WO
91/03571 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Zeaxanthin.
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Die
Funktion des Makulapigments ist nicht zweifelsfrei festgestellt.
Es ist vorgeschlagen worden, dass eine Funktion die Verringerung
der negativen Auswirkungen einer chromatischen Aberration bei den
Augenmedien sein könnte,
wodurch die Sehschärfe
gesteigert würde
(Walls 1967; Reading und Weale 1974). Momentan ist eine allgemeiner
gehaltene Ansicht, dass das Pigment wahrscheinlich durch ein Schutzvermögen gegen
die schädigenden
Einflüsse
von blauem Licht wirkt (Dicthburn 1973, Kirshfeld 1982, Bone et
al. 1984), das die Bildung reaktiver freier Radikale in der Netzhaut
induzieren kann, und die Bildung solcher Spezies könnte bei
Personen mit einem hohen Grad an makulärer Pigmentierung stark herabgesetzt
sein. Das Makulapigment könnte
auch passiv als Filter dienen und empfindliche Gewebe vor schädlichem übermäßigem blauem
Licht schützen.
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AMD
ist eine Krankheit, die sich über
einen Zeitraum von vielen Jahren allmählich entwickelt und letztlich
zum Verlust des Sehvermögens
führt.
Das geschädigte
Gewebe weist einen ungewöhnlich
hohen Gehalt an Lipiden auf, von denen angenommen wird, dass sie
oxidieren und Lipofuscin bilden, ein fluoreszierendes Produkt der
Lipidoxidation. Es wurde postuliert, dass eine Bestrahlung der Netzhaut
mit übermäßigem blauem Licht
die Rate der Lipofuscinbildung erhöhen könnte (Feeney-Burns et al. 1990,
Gottsch et al. 1990).
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Bis
jetzt ist wenig über
die Faktoren bekannt, welche die Aufnahme von Carotinoiden in die
Makula beeinflussen, und es gibt keine wirksame Heilmethode für oder Vorbeugung
gegen AMD.
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Die
Untersuchungen von Plasmacarotinoiden in Fall-Kontroll-Studien von
AMD sind mehrdeutig. In der Beaver Dam-Augenstudie (Mares-Perlman
et al. 1995) wurden bei 167 Fällen
und 167 Kontrollen keine Unterschiede im Serum, einschließlich Lutein-
oder Zeaxanthin, beobachtet. In der Eye Disease Case-Control Study Group
(1993) wurde über
die Ergebnisse von 421 Fällen
und 615 Kontrollen berichtet.
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Personen
mit Serumcarotinoidspiegeln in der mittleren bis hohen Gruppe besaßen ein
um die Hälfte oder
ein Drittel geringeres AMD-Risiko. Sämtliche gemessenen Carotinoide,
einschließlich
Lutein, Zeaxanthin, Beta-Carotin, Alpha-Carotin und Cryptoxanthin, wurden einbezogen.
In einer weiteren Veröffentlichung
(Seddon et al. 1994) stellten diese Autoren fest, dass der Verzehr
von Lutein und Zeaxanthin (die hauptsächlich aus dunkelgrünem Blattgemüse gewonnen
werden) äußerst stark
mit einem verminderten Risiko für
AMD verbunden ist. Jedoch litten einige Personen mit einem hohen
Verzehr an grünem Gemüse dennoch
an AMD. Des Weiteren untersuchten Seddon et al. (1995) den Zusammenhang
zwischen dem Risiko, an AMD zu erkranken, und der Aufnahme von Carotinoiden
und der Vitamine A, C und E über
die Nahrung. Eine höhere
Carotinoidaufnahme über
die Nahrung war mit einem geringeren AMD-Risiko gekoppelt.
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Schalch
(1992) untersuchte die Vorstellung, dass die Konzentration von Nahrungscarotinoiden
in der Makula nicht zufällig
ist, sondern ihre Anwesenheit aufgrund ihrer physiochemischen Eigenschaften
und einer Fähigkeit
zur Quenchung freier Sauerstoffradikale und von Singulettsauerstoff,
die in der Netzhaut als Folge der gleichzeitigen Anwesenheit von
Licht und Sauerstoff erzeugt werden, einen Schaden vermeiden oder
begrenzen kann.
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WO96/19215
offenbart ein Verfahren zur Vorbeugung gegen oder Behandlung von
Arteriosklerose bei einem Säuger,
wobei das Verfahren die Verabreichung einer wirksamen Menge eines
natürlichen
Tocopherols und eines natürlichen
Carotins umfasst, um Arteriosklerose bei einem Säuger vorzubeugen oder zu behandeln,
der einer solchen Vorbeugung oder Behandlung bedarf.
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Die
Verfasser von
DE 4020874 (und
des entsprechenden US-Patents 5,290,605) offenbaren ein nährstoffhaltiges
alkoholfreies Getränk
zum Schutz gegen die Gefahren einer Bestrahlung mit UV-Licht, wobei
das Getränk
Carotinoide, wahlweise zusammen mit Vitamin C und/oder Vitamin E
und/oder anderen physiologisch annehmbaren Antioxidantien, enthält.
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In
einer in der Märzausgabe
1995 von Investigative Ophthalmology and Visual Science (36, Suppl., 892)
veröffentlichten
Zusammenfassung wurde über
die Carotinoidanalyse von 8 normalen Augen und 8 Augen von Patienten
mit AMD berichtet. Die Ergebnisse wiesen darauf hin, dass zwischen
erniedrigtem Makulapigment und dem Vorherrschen von AMD eine positive
Korrelation bestand, es wurde jedoch empfohlen, eine gewisse Vorsicht
bei dieser Interpretation walten zu lassen, da das verminderte Makulapigment
eine Folge und nicht eine Ursache der Erkrankung sein könnte. Als
der Inhalt der oben erwähnten
Zusammenfassung einer Zeitschrift mit Peer-Review (Begutachtung
durch Kollegen) zur Veröffentlichung
eingereicht wurde, empfahlen die Gutachter eine Ablehnung, da die
Zahl der analysierten Proben zu klein war. Es waren daher weitere
Ergebnisse erforderlich, bevor irgendeine Schlussfolgerung über die
mögliche
vorbeugende Rolle von Lutein/Zeaxanthin bei AMD gezogen werden konnte.
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, das Makulapigment zu erhöhen und
AMD durch die Verabreichung einer pharmazeutischen Zusammensetzung,
die meso-Zeaxanthin in Kombination mit einem pharmazeutischen Träger oder
Verdünnungsmittel
umfasst, zu verhindern oder zu heilen.
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Es
ist ein weiteres Ziel der Erfindung, die Verwendung von meso-Zeaxanthin
bei der Herstellung eines Medikaments zur Verwendung bei der Behandlung
von makulärem
Rückgang
von gelbem Pigment in der Makula eines Auges eines menschlichen
Patienten zu ermöglichen.
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Im
obigen Kontext haben wir nun überraschenderweise
festgestellt, dass es durch die Wahl einer speziellen Art von Carotinoid,
nämlich
meso-Zeaxanthin, möglich
ist, das Makulapigment in der menschlichen Makula zu erhöhen, was
bei Personen mit einem Erkrankungsrisiko oder dieser Erkrankung
zur Verhinderung und/oder Behandlung von AMD führen könnte.
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Überdies
ist ziemlich überraschenderweise
die wirksame Dosis größer als
jene, die normalerweise durch die Aufnahme von Zeaxanthin in satt-grünen Gemüsen erreicht
wird. Obwohl man aufgrund des Zeaxanthingehalts der Makula vermuten
könnte,
dass die Verabreichung von Zeaxanthin in Mengen, die jenen entsprechen,
welche in grünem
Gemüse
vorkommen, die Konzentration an Makula- Pigment erhöhen würde, hat sich ziemlich überraschend
gezeigt, dass bei einer oralen Verabreichung des Carotinoids in
konzentrierter Form die zur kurzfristigen Wirkung erforderliche
Menge beträchtlich
höher ist
als erwartet.
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Ferner
wurde festgestellt, dass bei einer Probe, die ausreichend groß war, um
Rückschlüsse zuzulassen,
der Lutein/Zeaxanthin-Gehalt der Netzhäute von Augen von Personen
mit AMD um 30% geringer war als bei Personen mit normalen Augen.
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Folglich
sieht die vorliegende Erfindung in einer Erscheinungsform meso-Zeaxanthin zur Verwendung als
pharmazeutisches Mittel oder Nahrungsergänzungsmittel insbesondere bei
der Erhöhung
von Makulapigment und der Vorbeugung oder Behandlung altersbedingter
Makuladegeneration vor. Im Allgemeinen kann der Wirkstoff (d.h.
meso-Zeaxanthin) im gesamten Dosierungsregime von bis zu 100 mg
pro Tag und typischerweise 10-50 mg pro Tag mit einer optimalen
Dosierung von 30 mg pro Tag eingesetzt werden.
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Die
Dosis hängt
vom Zeitpunkt der Verabreichung ab. Wenn die Makula arm an Makulapigment
ist, wird normalerweise eine hohe Dosis (etwa 30 mg/Tag) verwendet.
Erfindungsgemäße Verwendungen
sind prinzipiell auf eine hohe Dosierung des Patienten ausgerichtet
(d.h. Mengen von 10 mg/Tag oder darüber) und zielen bei bevorzugten
Ausführungsformen
insbesondere darauf ab, Serumspiegel des Carotinoids von wenigstens
0,7 oder 0,8 mm/ml zu erreichen.
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Während der
Anfangsphase der Verabreichung wird die Verwendung einer hohen Dosis
von etwa 30 mg/Tag über
mehrere Wochen bevorzugt. Wenn jedoch die Konzentration von Makulapigment
ein Plateau erreicht hat, ist eine Erhaltungsdosis von z.B. etwa
7,5 mg/Tag vorzuziehen. Der Grund dafür ist, dass bei der hohen Dosis
die Haut gelb wird, was auf die gelbe Farbe von meso-Zeaxanthin zurückzuführen ist.
Dies ist eine unerwünschte
Nebenwirkung. Wäh rend
dies für
eine kurze Zeit hingenommen werden kann, ist zur Erhaltung eine
niedrigere Dosis vorzuziehen, da sie ausreicht, den Pegel an Makulapigment
auf einer gewünschten Höhe zu halten,
und keine Hautpigmentierung bewirkt.
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Eine
Einheitsdosisform wie zum Beispiel eine 750-mg-Tablette oder zum
Beispiel eine 800-mg-Kapsel, die einmal pro Tag anzuwenden ist,
kann 0,1 bis etwa 12,5 Gew.-% Zeaxanthin enthalten, und weitere
Bestandteile können
umfassen:
Beta-Carotin | etwa
2 bis etwa 20 mg, z.B. etwa 5 mg |
Lycopin | etwa
2 bis etwa 20 mg, z.B. etwa 5 mg |
Vitamin
A | etwa
400 bis etwa 600 RE, z.B. etwa 500 RE |
Vitamin
C | etwa
75 bis etwa 250 mg, z.B. etwa 100 mg |
Vitamin
E | etwa
50 bis 250 mg, z.B. etwa 100 mg |
Selen | etwa
80 bis etwa 120 μg,
z.B. etwa 90 μg |
Kupfer | etwa
2 bis etwa 4 mg, z.B. etwa 3 mg |
Zink | etwa
10 bis etwa 20 mg, z.B. etwa 15 mg |
Mangan | etwa
2 bis etwa 5 mg, z.B. etwa 4 mg |
Ubichinon | etwa
10 bis etwa 100 mg, z.B. etwa 50 mg |
(Coenzym
Q10) | |
Träger | etwa
150 bis etwa 250 mg, z.B. etwa 175 oder etwa 200 mg |
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Folglich
kann es wünschenswert
sein, eine hohe Dosis an meso-Zeaxanthin zu verwenden, gefolgt von
einer niedrigeren Dosis, wenn das Makulapigment ein Plateau erreicht.
Für den
Fachmann ist die Makulapigmentierung mit einem Flimmerphotometer
(siehe Beispiel 2) messbar.
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Die
Zusammensetzung der Erfindung ist besonders nützlich bei der Steigerung des
Makulapigments in der menschlichen Makula und bei der vorbeugenden
Behandlung von altersbedingter Makuladegeneration.
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Wie
aus 1 der Zeichnungen ersichtlich, sind Lutein und
Zeaxanthin Stere oisomere. Zeaxanthin-Diastereomere können in
der Natur in drei verschiedenen Formen vorkommen, nämlich Zeaxanthin
(die 3R,3'R-Form)
meso-Zeaxanthin (die 3R,3'S-Form)
und 3S,3'S-Zeaxanthin.
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Meso-Zeaxanthin
ist ein Isomer, das außer
im Primatenauge natürlicherweise
nicht vorkommt (zumindest nicht in irgendeiner größeren Menge)
und von dem man annimmt, dass es im Auge durch enzymatische Umwandlung
synthetisiert wird.
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Bei
der Durchführung
der Erfindung kann eine Verbindung wie definiert in ihrer freien
Form verwendet werden.
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Die
Erfindung stellt eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit, wobei
diese Zusammensetzung meso-Zeaxanthin zusammen mit einem pharmazeutisch
annehmbaren Verdünnungsmittel
oder Träger
umfasst.
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Eine
solche Zusammensetzung kann in loser Form (Bulkform) oder, stärker bevorzugt,
in Einheitsdosisform vorliegen. So kann die Zusammensetzung zum
Beispiel als Tablette, Kapsel, Pulver, Lösung oder Suspension formuliert
sein.
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Erfindungsgemäße Zusammensetzungen
können
unter Verwendung des Carotinoid-Wirkstoffs entsprechend der für Nahrungsergänzungsmittel
oder pharmazeutische Mittel üblichen
Praxis zubereitet werden. Die Verdünnungsmittel, Exzipientien
oder Träger,
die sich verwenden lassen, sind in der Formulierungstechnik wohlbekannt,
und die für
eine spezielle Therapie gewählte
Form wird von dem gegebenen Kontext und der Wahl des Formulierers
abhängen.
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Bei
der Durchführung
der Erfindung kann das wirksame Carotinoid zusammen mit anderen
Wirkstoffen verwendet werden. Von solchen anderen Stoffen lassen
sich zum Beispiel folgende nennen, nämlich ein weiteres Carotinoid
wie Lycopin oder Alpha-, Beta-, Gamma- oder Delta-Carotin, oder
eines oder mehrere der folgenden Antioxidantien, nämlich Vitamin
A, Vitamin C, Vitamin E (α-Tocopherol und andere
wirksame Tocopherole), Selen, Kupfer, Zink, Mangan und Ubichinon
(Coenzym Q10).
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Besonders
bevorzugt wird die Verwendung eines Gemisches, das ein Tocopherol
wie ein α-Tocopherol enthält, da angenommen
wird, dass ein solches Gemisch eine synergistische Wirkung bietet.
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Die
Carotinoide werden im Gastrointestinaltrakt teilweise durch Oxidation
zerstört.
Durch Zusatz von Vitamin E und/oder Vitamin C wird dieser Prozess
gehemmt, und es wird mehr Carotinoid resorbiert. Der Hemmstoff kann
als Teil einer Zusammensetzung einbezogen werden, als Teil der Erfindung,
oder getrennt verabreicht werden.
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Zusätzlich zu
den obigen Erscheinungsformen umfasst die Erfindung die Verwendung
des Carotinoids meso-Zeaxanthin bei der Herstellung eines Medikaments
zur Mehrung des Pigments in der Makula des menschlichen Auges zur
Behandlung oder Vorbeugung altersbedingter Makuladegeneration oder
anderer Erkrankungen mit einem Rückgang
von Makulapigment.
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Überdies
umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Medikaments
für die
oben erwähnten
Zwecke.
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Die
folgenden Beispiele sollen die Erfindung lediglich mittels eines
Beispiels erläutern.
In den Beispielen wird auf 2 bis 4 der Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
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2 für sowohl
normale als auch AMD-Augen das durchschnittliche L:Z-Verhältnis für jede Scheibe oder
jeden Ring von Netzhautgewebe, aufgetragen gegen das durchschnittliche
MZ:Z-Verhältnis,
zeigt. Die Verhältnisse
von Lutein zu Zeaxanthin und meso-Zeaxanthin sind bei AMD-Augen
verglichen mit normalen durchwegs geringer.
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Bezugsfigur 3a zeigt
den zeitabhängigen
Anstieg im Serumluteinspiegel von Person JTL (Beispiel 2). Die Fehlerbalken
stellen die Standardabweichungen bei den Messungen dar. Tag "0" repräsentiert den Beginn der Lutein-Supplementierung.
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Bezugsfigur 3b zeigt
den zeitabhängigen
Anstieg im Serumluteinspiegel von Person RAB (Beispiel 2). Die Fehlerbalken
stellen die Standardabweichungen bei den Messungen dar. Tag "0" repräsentiert den Beginn der Lutein-Supplementierung.
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Bezugsfigur 4a zeigt
die täglichen
optischen Dichtemessungen von Makulapigment für Person JTL (Beispiel 2) von
7 Tagen vor dem Beginn (Tag "0") der Lutein-Supplementierung
bis zum Tag 72. Linkes Auge – gefüllte Kreise;
rechtes Auge – ungefüllte Kreise.
Die durchgezogene Linie ist die Kleinste-Quadrate-Ausgleichsgerade
für die
Daten des linken Auges und weist eine Steigung von 15,3 × 10–3 Extinktionseinheiten
pro Woche auf. Die gestrichelte Linie ist eine Ausgleichgerade für die Daten
des rechten Auges und besitzt eine Steigung von 12,5 × 10–3 Extinktionseinheiten
pro Woche.
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Bezugsfigur 4b zeigt
die täglichen
optischen Dichtemessungen von Makulapigment für Person RAB (Beispiel 2) von
7 Tagen vor dem Beginn (Tag "0") der Lutein-Supplementierung
bis zum Tag 83. Linkes Auge – gefüllte Kreise;
rechtes Auge – ungefüllte Kreise.
Die durchgezogene Linie ist die Kleinste-Quadrate-Ausgleichsgerade
für die
Daten des linken Auges und weist eine Steigung von 3,1 × 10–3 Extinktionseinheiten
pro Woche auf. Die gestrichelte Linie ist eine Ausgleichgerade für die Daten
des rechten Auges und besitzt eine Steigung von 2,3 × 10–3 Extinktionseinheiten
pro Woche.
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Bezugsfigur 4c zeigt
die täglichen
optischen Dichtemessungen von Makulapigment für dieselbe Person wie in 4b für einen
längeren
Lutein-Verabreichungszeitraum,
der den in 4b dargestellten Zeitraum einschließt.
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Die
Bezugsfiguren 5a, 5b und 5c zeigen
die täglichen
optischen Dichtemessungen von Makulapigment für dieselbe Person wie in 4a für einen
längeren
Lutein-Verabreichungszeitraum, der den 4a dargestellten
Zeitraum einschließt,
wobei sich 5a auf das rechte Auge der Person
bezieht, sich 5b auf das linke Auge bezieht
und 5c den L-R-Mittelwert darstellt.
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Beispiel 1
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1.1 Analyse von Carotinoiden
in Augen
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Es
wurde eine HPLC-Analyse von Netzhäuten durchgeführt, die
von normalen Individuen und Individuen mit AMD gewonnen worden waren,
wobei eine Probe verwendet wurde, die genügend groß war, um Rückschlüsse auf die Bedeutung von makulärem Lutein
und Zeaxanthin bei der Vorbeugung gegen AMD zuzulassen. Bei 15 normalen
und 22 AMD-Augen wurde die Menge und Verteilung der Makulacarotinoide,
einschließlich
der Stereoisomere, bestimmt und verglichen, um zu ermitteln, ob
es Beweise für
oder gegen die Hypothese gibt, dass ein Schutz vor Lichtexposition
durch Makulapigment eine wesentliche Rolle bei der Reduzierung von
AMD spielt.
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Bei
jedem normalen und jedem AMD-Auge wurde die neurale Netzhaut mittels
Trephinen von 3, 11 und 21 mm zu einer zentralen Scheibe und 2 konzentrischen
Ringen zerschnitten. Um die Carotinoide zu extrahieren, wurden die
Gewebe in Ethanol/Wasser (1:1), dem 10 ng Luteinmonomethylester
als interner Standard zugesetzt war, zerrieben. Trennung und Quantifizierung
von Zeaxanthin- und Luteinfraktionen erfolgte durch Umkehrphasen-HPLC
mittels einer Phenomenex-Säule.
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Carbamat-Derivate
einzelner Stereomere von sowohl Zeaxanthin als auch Lutein wurden
unter Anwendung der Verfahren von Rüttiman et al. (1983) und Schiedt
et al. (1995) auf einer Normalphasen-HPLC-Säule getrennt, wobei die Ergebnisse
in 2 dargestellt sind.
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1.2 Ergebnisse und Schlussfolgerungen
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Wie
in der nachstehenden Tabelle dargestellt, wiesen AMD-Augen durchschnittlich
etwa 70% der in Kontrollen gefundenen Gesamtcarotinoide auf, eine
Zahl, die über
die gesamte Netzhaut sehr einheitlich war. Siebzehn (77%) der zweiundzwanzig
AMD-Augen wiesen Gesamtmengen an Lutein und Zeaxanthin in den mittleren
3 mm der Netzhaut auf, die unter dem Mittelwert (5,9 pmol/mm2) der Kontrollgruppe lagen. Für die zwei
Ringe mit Außendurchmessern
von jeweils 11 und 21 mm wurde festgestellt, dass 15 (68%) aus der AMD-Gruppe
bei den Gesamtcarotinoiden niedriger lagen als die entsprechenden
Regionen der Kontrollgruppe.
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Die
zwischen den Kontroll- und den AMD-Augen beobachteten Unterschiede
bei den inneren Ringen erwiesen sich als statistisch signifikant
(bei einem einseitigen Test p<0,05);
die Unterschiede bei den mittleren und den äußeren Ringen erwiesen sich
als fast signifikant (p<0,1).
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Es
zeigte sich, dass die relative Verteilung von Carotinoiden über die
gesamte Netzhaut für
normale und AMD-Augen im Wesentlichen gleich war. Beide Gruppen
zeichneten sich durch eine Abnahme der Menge an meso-Zeaxanthin
und einem relativen Anstieg von Lutein mit zunehmendem Abstand von
der Fovea aus. Die relativen Mengen an Lutein und meso-Zeaxanthin
im Vergleich zu Zeaxanthin waren bei den AMD-Netzhäuten durchwegs
geringer als bei normalen Netzhäuten.
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Bezugsbeispiel 2 – Aufnahme
von Lutein bei erwachsenen Menschen (außerhalb des Bereichs der Erfindung)
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2.1 Serumaufnahme
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Es
wurde ein Versuch durchgeführt,
um festzustellen, ob eine Nahrungsergänzung mit Lutein und Zeaxanthin
die Pigmentkonzentrationen in der Makula wirksam verändern kann.
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Mittels
des Verfahrens der Flimmerphotometrie (Bone und Sparrock 1971; Bone
et al. 1992) wurde bei jeder Person die optische Dichte des Makulapigments
gemessen. Die Konzentration an Pigment in der Makula ist proportional
zu seiner optischen Dichte, und die tatsächliche Pigmentmenge wurde
als proportional zur Konzentration angesehen. Somit wurde die optische
Dichte als Maß für die Gesamtmenge
an Pigment genommen.
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Serumlutein
und -zeaxanthin wurde durch herkömmliche
HPLC gemessen.
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Zwei
gesunde männliche
Erwachsene (mit einem Alter/Gewicht von 42 Jahren/60 kg und 51 Jahren/61 kg)
nahmen das Äquivalent
von 30 mg Lutein pro Tag in Form von Luteinestern (Herkunft: Ringelblume)
auf, die in 2 ml Rapsöl
suspendiert waren. Dies wurde über
einen Zeitraum von 138 Tagen fortgeführt, und dann wurde die Dosisgabe
von Lutein abgebrochen. Eine chemische Analyse hat gezeigt, dass
das Produkt etwa 97% Lutein und 3% Zeaxanthin enthält. Am Morgen
der ersten Dosis wurden von beiden Personen durch herkömmliche
HPLC die nüchternen
Lutein/Zeaxanthin-Serumspiegel als Maß für die Grundlinie bestimmt.
Während
des ersten Tages wurden bei beiden Personen in Abständen von
2-3 Stunden Blutproben genommen und dann für die nächsten drei Tage täglich. Nach
der ersten Woche der Supplementierung wurden wöchentlich Blut proben genommen.
Das Blut wurde in einem Standard-Vacutainer-Serumseparatorröhrchen, das keinen Gerinnungshemmer
enthielt, gesammelt. Nach etwa 30-minütiger Gerinnung wurde die Probe
10 Minuten lang zentrifugiert und das Serum mit der Pipette entnommen.
Die Serumproben wurden vor der Analyse bei –20°C aufbewahrt. Aus dem Serum
wurden mittels einer geringfügigen
Abwandlung häufig
benutzter Verfahren (Guiliano et al. 1993; Handelmann et al. 1992)
Carotinoide extrahiert. 200-μl-Serumaliquots
wurden mit 2 ml 50%igem Ethanol/Wasser verdünnt, um Proteinbestandteile
auszufällen.
An diesem Punkt wurden der Lösung zur
Quantifizierung der Carotinoide mittels HPLC 20 μl eines internen Standards,
Monohexylluteinether, die etwa 90 ng enthielten, zugesetzt. Diese
Lösung
wurde dreimal mit 2-ml-Portionen Hexan extrahiert, indem die Probe
1 min gevortext und anschließend
5 Minuten zentrifugiert wurde und die Hexanschicht abpipettiert
wurde. Die drei Portionen Hexan wurden unter einem Stickstoffstrom
getrocknet und bei –20°C unter Stickstoff
aufbewahrt, bis die Analyse abgeschlossen war.
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Die
Serumextrakte wurden vor der Injektion in 40 μl Ethanol gelöst. Die
Proben wurden auf einem Vortexmischer 1 min kräftig geschüttelt, um ein Lösen der
Probe sicherzustellen. Mit 20-μl-Aliquots
wurden zwei Wiederholungsanalysen durchgeführt. Die Serumcarotinoide wurden
mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 1 ml/min durch eine 15 cm × 4,6 mm
Adsorbosphere ODS 3 μm
HS-Säule
(Alltech), die mit einer 25 cm × 4,6 mm
Spherisorb ODS 5 μm
Säule (Keystone
Scientific) gekoppelt war, unter Detektion der Carotinoide bei 451 nm
eluiert.
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3a und 3b zeigen
den Anstieg der Serumluteinkonzentration bei den zwei Personen im
Verlauf des Supplementierungsexperiments. Die Konzentration von
Lutein stieg bei beiden Personen innerhalb der ersten Woche um einen
Faktor von 10 und blieb danach hoch.
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2.2 Makuläre Aufnahme
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Mittels
des Verfahrens der heterochromatischen Flimmerphotometrie (Bone
und Sparrock 1971; Bone et al. 1992) wurde bei jeder Person die
optische Dichte des Makulapigments gemessen. Die Konzentration an Pigment
in der Makula ist proportional zu seiner optischen Dichte, und die
tatsächliche
Pigmentmenge wurde als proportional zur Konzentration angesehen.
Somit wurde die optische Dichte als Maß für die Gesamtmenge an Pigment
genommen.
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Beim
Flimmerverfahren wird das Auge einem kleinen visuellen Stimulus
ausgesetzt, der zwischen einer Wellenlänge von 460 nm, der Wellenlänge des
Absorptionspeaks des Makulapigments, und 540 nm, wo die Pigmentabsorption
Null ist, wechselt (Bone et al. 1992). Oberhalb einer bestimmten
Frequenz erfolgt eine Farbfusion, der Stimulus flimmert jedoch weiter.
Bei einer höheren
Frequenz kann ein kritischer Zustand erreicht werden, wo eine Aufhebung
des Flimmerns nur möglich
ist, wenn die beiden Wellenlängen
in der Helligkeit übereinstimmen.
Wenn der Stimulus peripher beobachtet wird, so dass das Bild außerhalb
der Makula einfällt,
wird keine der Wellenlängen
durch das Makulapigment gedämpft.
Wenn jedoch der Stimulus zentral beobachtet wird, muss die Intensität des Lichts
bei 460 nm erhöht
werden, um die Absorption durch das Makulapigment auszugleichen
und eine Übereinstimmung
der Helligkeit zu erreichen. Auf diese Weise ist es möglich, die
optische Dichte des Makulapigments einer Person bei der Peakwellenlänge oder
sogar jeder anderen Wellenlänge
zu bestimmen.
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Die
Validität
dieser Technik hängt
davon ab, ob das relative spektrale Ansprechverhalten der Rezeptoren
an den verwendeten zentralen und peripheren Orten gleich ist. Das
Flimmern, das die Person auszuschalten versucht, ist eines der Helligkeit,
und Helligkeit ist, unter Annahme phototopischer Bedingungen, höchstwahrscheinlich
auf eine additive Reaktion der für
lange und mittlere Wellenlängen
empfindlichen Zapfen zurückzuführen (Guth
et al. 1980). Es gibt Hin weise darauf, dass diese beiden Zapfentypen
an den beiden verwendeten Orten in einem gleichen Verhältnis vorhanden
sind (Wooten und Wald, 1973). Allgemein wird nicht angenommen, dass
die Kurzwellenzapfen, deren relative Häufigkeiten zwischen den beiden
Orten unterschiedlich sind, zur Helligkeit beitragen (Guth et al.
1980), obwohl andere bei der Anwendung von Flimmertechniken bemüht waren,
deren Mitwirkung auszuschließen
(Pease et al. 1987; Werner et al. 1987; Hammond et al. 1995). Die
letztendliche Rechtfertigung bezieht unser Verfahren aus der genauen
Wiedergabe des vom Makulapigment erzeugten Absorptionsspektrums
(Bone et al. 1992).
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Die
Vorrichtung bestand aus einem Zweikanal-Maxwellian-View-System,
das auf einer einzigen Lichtquelle, einer 75-W-Xenonbogenlampe,
beruhte. Die Wellenlängen
der beiden Kanäle
wurden jeweils durch einen 460-nm- und einen 540-nm-Interferenzfilter mit Halbwertsbreiten
von 7 und 9 nm bestimmt. Die Kanäle wurden
durch einen 180°-Drehspiegel
kombiniert, und eine kreisförmige Öffnung in
einem weißen
Schirm lieferte einen Stimulus von 1,5° Durchmesser. Ein Fadenkreuz
erleichterte die zentrale Fixierung des Stimulus. Der Schirm hatte
einen Durchmesser von 18° und
wurde mit weißem
Licht von derselben Quelle beleuchtet. Die Beleuchtungsstärke des
Schirms wurde so eingestellt, dass die gleiche retinale Beleuchtungsstärke von
4 log td wie beim Stimulus gewährleistet
war. Diese wurde als ausreichend hoch erachtet, um Probleme, die
mit einer Einmischung von Stäbchen
verbunden sind, zu minimieren, welche sonst Messungen an der Makula
und peripheren Retina unterschiedlich beeinflussen könnten (Wyszcki
und Stiles, 1982). Eine kleine rote LED wurde 8° über der Stimulusmitte angeordnet,
um eine Fixiermarke für
die periphere Betrachtung des Stimulus bereitzustellen. Die Intensität des 460-nm-Kanals
war von der Person durch einen Neutraldichte-Kompensationskeil regelbar,
dessen Einstellwert durch einen Druckknopf aufgezeichnet werden
konnte. Die Flimmerfrequenz konnte ebenfalls über ein Potentiometer von der
Person kontrolliert werden. Ein verstellbares Beißbrett mit
Gebissabdruck stellte eine genaue und stabile Positio nierung des
Auges der Person im Verhältnis
zur Austrittsblende sicher.
-
Die
Flimmerfrequenz wurde auf einen vorbestimmten Wert eingestellt,
der bei zentraler Betrachtung durch die Person eine Aufhebung des
Flimmerns nur in einem sehr kleinen Bereich von Keileinstellungen
ermöglichen
würde.
Diese Frequenz lag im Bereich von 25 bis 35 Hz. Nachdem der Keil
so eingestellt war, dass die Bedingung der Flimmerfreiheit erfüllt war,
stellte sich die Person durch zweiminütiges Fixieren des Stimulus-Fadenkreuzes
mit einem Auge auf die Betrachtungsbedingungen ein. Das andere Auge
der Person war durch eine Augenklappe verdeckt. Am Ende dieses Zeitintervalls
nahm die Person eine Reihe von 10 bis 15 Keileinstellungen vor,
wobei sie versuchte, die Mitte des flimmerfreien Bereichs zu erreichen.
Nach jeder Einstellung wurde der Keil zufallsmäßig verschoben. Gelegentlich
konnte die Person das Flimmern nicht völlig ausschalten, suchte jedoch
statt dessen nach einem Zustand minimalen Flimmerns. Hierauf folgte
eine weitere Reihe von 10 bis 15 Einstellungen unter Fixierung der
LED, wobei die Frequenz auf 12 bis 16 Hz herabgesetzt worden war,
um den flimmerfreien Bereich zu verschmälern. Die gesamte Prozedur
wurde darin mit dem anderen Auge der Person wiederholt. Die optische
Dichte des Makulapigments der Person wurde täglich für einen Zeitraum von einer
Woche vor Beginn der Lutein-Supplementierung und danach täglich gemessen.
-
4a und 4b zeigen
die Extinktion des Makulapigments im Verlauf des Experiments bei
den beiden Personen. Ein Anstieg der Makulapigmentkonzentration
von Person JTL war zuerst am 14. Tag der Supplementierung zu beobachten.
Diese Person wies Makulapigmentkonzentrationen in beiden Augen auf,
deren Bestimmung durch wiederholte Messungen ergab, dass sie Anfangswerten
von 0,57 und 0,58 (±2%)
entsprachen, wobei die Bestimmung durch Mittelung von 15 Messungen über einen
Zeitraum von 17 Tagen erfolgte. Der Vergleich dieser Werte mit dem
Mittel von 15 Messwerten, die über
einen Zeitraum von 18 Tagen am Ende des Experiments erhalten worden
waren, ergab Werte von 0,67 bzw. 0,70 für das rechte und das linke
Auge, was zeigt, dass der Anstieg in der optischen Dichte des Makulapigments
bei Zugrundelegung eines einseitigen t-Tests sowohl für das rechte
als auch für
das linke Auge hochsignifikant (p<0,0005)
war. Nach Absetzen der Luteindosis am Tag 138 stieg die optische
Dichte bis etwa zum Tag 180 weiter an und erreichte dann ein Plateau.
-
Bei
Person RAB wurde festgestellt, dass das rechte und das linke Auge
eine signifikant unterschiedliche Makulapigmentdichte aufwiesen.
Der anfängliche
Mittelwert für
das rechte Auge betrug 0,66, während
der des linken Auges 0,76 war. Dies entsprach einem Unterschied
von 15% zwischen dem linken und dem rechten Auge der Person. Der
Anstieg im Makulapigment, der durch Vergleich der anfänglichen
Mittelwerte für
jedes Auge und des Endmittelwerts (0,70 rechts, 0,79 links) bestimmt
wurde, erwies sich als hochsignifikant (p<0,001).
-
Nach
Absetzen der Dosis am Tag 138 stieg die optische Dichte bei beiden
Augen bis zum Tag 200 weiter an und erreichte dann ein Plateau.
Nach mehreren Wochen Luteinverabreichung zeigten die Handflächen jeder
Person eine erkennbare gelbe Färbung.
Dieser Zustand entspricht demjenigen, der durch Beta-Carotin in
gleicher Dosis induziert wird.
-
Der
Anstieg der Makulapigmentierung erwies sich trotz der hohen Plasmaluteinspiegel
als langsamer Prozess. Dies könnte
zum Teil darauf zurückzuführen sein,
dass Lutein in die avaskuläre
Makularegion der Retina diffundieren muss.
-
Der
Versuch stellte eine Beziehung zwischen den erhöhten Serumspiegeln von Lutein
und entsprechenden Konzentrationsanstiegen von Lutein in der Makula
des menschlichen Auges fest Langzeit-Luteinsupplementierung von
Personen mit niedrigem Makulapigmentierungsgrad könnte zu
einem signifikanten Anstieg im Pigmentierungsgrad in der Makula
führen.
-
Unsere
Daten weisen darauf hin, dass Makulapigmentierung zum Schutz der
Retina dient. Bei einigen Personen könnte eine gesteigerte Photooxidationsrate
mit niedrigeren Makulapigmentkonzentrationen einhergehen und könnte zu
einer schnelleren Entstehung pathologischer Läsionen in Zusammenhang mit
AMD beitragen.
-
Bezugsbeispiel 3
-
Durch
einfaches Beimischen und routinemäßige Verkapselung wurde eine
Kapsel hergestellt, wobei die folgenden Bestandteile verwendet wurden:
-
-
Empfohlen
wird eine Kapsel pro Tag nach einer Malzeit.
-
Bei
dem obigen Beispiel kann Luteinester durch ein Gemisch aus Zeaxanthinisomeren
(normales Zeaxanthin, meso-Zeaxanthin und 3S,3'S-Zeaxanthin) ersetzt werden. Die Verwendung
von meso-Zeaxanthin würde
die resultierende Kapsel im Bereich der vorliegenden Erfindung anordnen.
-
Bezugsbeispiel 4
-
Durch
einfaches Beimischen und routinemäßige Verkapselung wurde eine
Kapsel hergestellt, wobei die folgenden Bestandteile verwendet wurden:
-
-
-
Das
Obige ist eine Mischung aus jeweils 50% jedes Carotinoids. Bei der
obigen Kapsel könnte
Zeaxanthin sämtliche
seiner Isomere repräsentieren
(Zeaxanthin, meso-Zeaxanthin und 3S,3'S-Zeaxanthin). Die Verwendung von meso-Zeaxanthin würde die
resultierende Kapsel im Bereich der vorliegenden Erfindung anordnen.
-
Bezugsbeispiel 5
-
(außerhalb des Bereichs der Erfindung)
-
Durch
einfaches Beimischen und routinemäßige Verkapselung wurde eine
Kapsel hergestellt, wobei die folgenden Bestandteile verwendet wurden:
-
-
Eine
geeignete tägliche
Dosis zur Behandlung von AMD wäre
zwei Kapseln täglich.
-
Bezugsbeispiel 6
-
(außerhalb des Bereichs der Erfindung)
-
Das
Verfahren von Beispiel 7 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass
30 mg Coenzym Q10 in die Mischung eingeschlossen wurde.
-
Bezugsbeispiel 7
-
(außerhalb des Bereichs der Erfindung)
-
Eine
ovale Kapsel der Größe 12 mit
einem Nenngewicht von 800 mg wurde durch einfaches Beimischen und
routinemäßige Verkapselung
aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
-
-
- *konzentrierte Luteinester mit einer E (1%, 1 cm) von 300
bis 340 bei 453 nm in Chloroform – entspricht einem Gehalt an
reinem Lutein von 12 bis 14,4%.
-
Eine
Kapsel pro Tag eignet sich sehr gut zur Langzeitverabreichung und
weist zusätzlich
wertvolle antioxidative Eigenschaften auf.
-
Bezugsbeispiel 8
-
(außerhalb des Bereichs der Erfindung)
-
Durch
Mischen von 150 mg Luteinester pro Tag mit einem Cambridge-Diet-Produkt (Cambridge
Diet ist ein eingetragenes Warenzeichen), das von Cambridge Health
Plan Ltd., Norwich, England unter der Produktbezeichnung bezogen
wurde, wurde eine Trockenpulver-Formeldiät-Zusammensetzung hergestellt.
-
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