MXPA00009437A - Esmilagenina y anzurogenina-d para el tratamiento de enfermedad de alzheimer. - Google Patents
Esmilagenina y anzurogenina-d para el tratamiento de enfermedad de alzheimer.Info
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Abstract
La invencion describe el uso de una esmilagenina y anzurogenina D en el tratamiento de disfuncion cognitiva y condiciones similares; tambien se describen metodos de tratamiento y composiciones farmaceuticas.
Description
ESMILAGENINA Y ANZUROGENINA-D PARA EL TRATAMIENTO DE ENFERMEDAD DE ALZHEIMER
MEMORIA DESCRIPTIVA
La presente invención se refiere a esmilagenina y anzurogenina D y a su uso en el tratamiento de la disfunción cognitiva y condiciones relacionadas; a tratamientos de éstos; y a composiciones para usarse en dichos tratamientos. La invención también se refiere al tratamiento de condiciones que están caracterizadas por una deficiencia en el número o función de receptores de unión a membrana. A continuación, la presente invención se describirá principalmente con referencia al tratamiento de la enfermedad de Alzheimer (AD) y la demencia senil de tipo Alzheimer (SDAT), en donde se ha demostrado deficiencias en algunos receptores. Sin embargo, debe comprenderse que la presente invención se refiere en general al tratamiento de condiciones atribuibles a condiciones patológicas intrínsecas y/o a la exposición a condiciones ambientales adversas, estas condiciones estando caracterizadas por una deficiencia en el número o la función de receptores de unión a membrana o una deficiencia en la transmisión en las uniones entre neuronas o en las uniones de neuronas y células efectoras. Las condiciones del tipo mencionado anteriormente incluyen la enfermedad de Parkinson, demencia corporal de Lewi, hipotensión de postura, autismo, síndrome de fatiga crónica, Myasthenia Gravis, enfermedad de Lambert Eaton, enfermedades y problemas asociados con el síndrome de la Guerra del Golfo, exposición ocupacional a compuestos organofosforados y problemas asociados con el envejecimiento. La enfermedad de Alzheimer (AD) y la demencia senil de tipo Alzheimer (SDAT) son problemas graves y en crecimiento en todas las sociedades en donde, debido a un incremento en la expectativa de vida y el control de enfermedades adventicias, el perfil demográfico se extiende cada vez más hacia una población más vieja. Se requiere urgentemente agentes que pueden tratar, o ayudar en el manejo de AD/SDAT. El deterioro de la memoria asociado con la edad (AAMI) es una característica de los pacientes ancianos quienes, aunque presenten una condición psicológica y física normal, sufren de pérdida de memoria. Es un síndrome vagamente definido, pero los agentes que son efectivos en el tratamiento de AD/SDAT también puede ser de gran valor para estos pacientes. La investigación sobre AD/SDAT se ha llevado a cabo mediante métodos y disciplinas de investigación médica tradicionales y convencionales. En la medicina convencional, existen diversos enfoques para el tratamiento de AD/SDAT. Se sabe que los procesos bioquímicos que funcionan en la memoria en la corteza cerebral están mediados colinérgicamente, por lo menos en parte. Los expertos en la técnica sabrán que los mecanismos "mediados colinérgicamente" pueden atribuirse directamente a la acetilcolína que actúa sobre receptores, y éstos son efectos directos. Otros efectos útiles clínicamente también pueden ser causados por la modulación de la liberación de acetilcolina en las terminales nerviosas pre-sinápticas o la inhibición de enzimas que destruyen la acetilcolina. Estos factores de modulación pueden aplicarse a través de las neuronas en donde el mediador es no colinérgico; a éstos se les conoce como efectos indirectos. Algunos intentos en el tratamiento se han enfocado en el papel de otros mediadores como 5-hidroxitriptamina, que es un mediador en otras áreas del cerebro, como los núcleos del cerebro medio. Sin embargo, debido a que las fibras de estas áreas se proyectan hacia adelante en la corteza cerebral, en donde el transmisor principal es acetilcolina, la atención se ha enfocado en el manejo de este mediador en la investigación de agentes terapéuticos adecuados. Las estrategias colinérgicas para el tratamiento de AD/SDAT se han dirigido en diversos puntos a lo largo de la trayectoria de formación, liberación sináptica y remoción de acetilcolina liberada. Un enfoque involucra el tratamiento con altas dosis de lecitina y otros precursores de acetilcolina. Este tiene un uso limitado en la producción de mejoras sostenidas en el rendimiento cognitivo. Otro enfoque involucra el uso de fármacos que se basan en vegetales, como extracto de raíz de Polygalae, que ha demostrado que mejora la actividad de colina-acetilcolina transferasa (CAT) y la secreción del factor de crecimiento nervioso (NGF) en el cerebro. La administración oral de NGF no tiene efecto en las neuronas del sistema nervioso central debido a que es una proteína de alto peso molecular que no puede pasar a través de la barrera hemoencefálica. Sin embargo, los agentes que pueden pasar a través de la barrera hemoencefálica y tienen un efecto estimulante en la síntesis de NGF en el sistema nervioso central se han propuesto para mejorar la conducta relacionada con la memoria. Los resultados de un tercer enfoque clínico, que usa inhibidores de colinesterasa como clorhidrato de tacrina, han sido ligeramente más positivos que los anteriores. Las sustancias obtenidas de plantas usadas en la medicina china y occidental, por ejemplo huperzina, galantamina y fisostigmina han demostrado que tienen algún beneficio, aunque limitado, en el tratamiento de AD/SDAT en estudios clínicos y también en modelos de laboratorio. Todas estas sustancias son inhibidores de acetilcolina esterasa (AChE). En pacientes con AD/SDAT, puede presentarse una síntesis reducida de acetilcolina (ACh), una eficiencia reducida en la liberación de ACh de depósitos presinápticos, y un decremento en el número o en la función de los receptores (M-i) postsinápticos. Las reducciones en los receptores M2 presinápticos también se han demostrado. El efecto benéfico de los inhibidores AChE se atribuye a una mejora en los niveles de acetilcolina en las sinapsis en el cerebro disminuyendo la velocidad de la destrucción del transmisor liberado. Se sabe que las composiciones que modulan la función colinérgica afectan la memoria y remembranza. Por ejemplo, la nicotina estimula los receptores nicotínicos de acetilcolina, y se cree que el efecto de mejora de la memoria reciente de los fumadores de cigarros se debe al efecto de la nicotina. La escopolamina, un antagonista de acetilcolina, producirá amnesia y una función cognitiva dañada manifestándose en pruebas psicomotoras como una prolongación de tiempos de reacción simple, posiblemente resultando en atención dañada, y se usa para este propósito como un tratamiento analgésico adjunto. El efecto amnésico de la escopolamina puede antagonizarse mediante la nicotina. Existen dos familias de subtipos de receptores nicotínicos (a y ß), y cada uno incluye cuatro subgrupos que difieren en la especificidad del ligando. El papel de los receptores nicotínicos en el SNC no se ha comprendido bien en el ámbito molecular. Es posible que los agentes que se unen a los receptores nicotínicos puedan modificar la tasa de recambio en los sitios de receptores muscarínicos en el cerebro. Los receptores nicotínicos son canales de iones con compuerta para ligando, y su activación ocasiona un incremento rápido (milisegundos) en la permeabilidad celular a Na+ y Ca++, despolarización y excitación. Otro tipo de receptores colinérgicos pueden estimularse por muscarina. Tales receptores muscarínicos (M) son receptores acoplados a proteína G. Las respuestas de los receptores muscarínicos son lentas; pueden ser excitadoras o inhibidoras. No necesariamente están relacionadas a los cambios en la permeabilidad iónica. Cinco tipos de receptores muscarínicos se han detectado mediante la clonación de receptor colinérgico, y están designados como m?-m5. Los efectos farmacológicos están asociados con cuatro de los receptores clonados y se designan como M1-M4 con base en la especificidad farmacológica. Usando proteínas receptoras específicas y anticuerpos monoclonales, se ha hecho posible localizar adicionalmente receptores muscarínicos en el cerebro como mi (postsináptico) y m2 (presináptico). En el corazón, los receptores M2 son postsinápticos. Se cree que los receptores muscarínicos presinápticos son inhibidores, la unión de ACh a estos receptores que atenúan la liberación de ACh adicional para proveer un mecanismo de retroalimentación negativo para la liberación de Ach. Los agonistas de receptores de M2 selectivos, que preferiblemente están distribuidos hacia el cerebro, por lo tanto pueden ser útiles en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer. Se sabe que, en las enfermedades como AD/SDAT, existe una pérdida neuronal general y un déficit en la función nerviosa colinérgica. Se ha especulado que los sitios de unión nicotínica de alta afinidad en las neuronas colinérgicas remanentes pudieran convertirse en sitios de unión de baja afinidad en el tratamiento de dichas enfermedades, de esta manera sosteniendo la liberación del transmisor. Al disminuir la afinidad de los sitios de unión nicotínica, se evita un proceso rápido de desensibilización. La activación agonista en los receptores nicotínicos en el cerebro tiene un inicio y un término rápidos. Una afinidad disminuida de los receptores nicotínicos reducirá el proceso de desensibilización. Schwarz R.D. et al (J. Neuro Chem 42, (1984), 1495-8) han demostrado que los sitios de unión nicotínica están presinápticamente localizados en terminales axónicas colinérgicas (y también 5-hidroxitriptaminérgicas y catecolaminérgicas). Un cambio en los sitios de unión de alta afinidad en AD/SDAT también puede inducir un cambio en el efecto de modulación que los sitios de unión nicotínica pueden tener en otros sistemas transmisores. Los mecanismos colinérgicos presinápticos también se encuentran bajo control de inhibición mediante neuronas GABAérgicas y se cree que su inhibición se intensifica en AD/SDAT. La remoción o reducción de esta inhibición intensifica la actividad colinérgica cortical presináptica y mejora los procesos cognitivos. Las interacciones de las fibras ¡ntemeuronales inervadas por nicotina (reduciendo la afinidad de unión), y la desinhibición de fibras GABAérgicas ambas tienen un locus presináptico. Este es un modelo simplista de la transmisión central, pero provee un marco de referencia para comprender los intentos que se han realizado para incrementar la concentración efectiva de la acetilcolina en las sinapsis centrales. Esto ¡lustra adicionalmente el concepto de la acción directa e indirecta. Existen desventajas con referencia a los tres enfoques terapéuticos convencionales de tratamiento de AD/SDAT mencionados anteriormente: complementación de precursor de ACh, remplazo de agonistas e inhibición de acetilcolina estarasa. Estos tratamientos pueden dar como resultado un incremento a corto plazo en la disponibilidad de Ach, lo que puede activar los mecanismos de retroalimentación, dando como resultado la desensibilización de receptores postsinápticos. En campos teóricos, los beneficios a largo plazo no pueden predecirse y cuando se interrumpe el tratamiento, cualquier beneficio obtenido en el manejo de AD/SDAT y AAMI desaparece, y la condición puede incluso agravarse. Se ha demostrado que un compuesto con actividad de agonista
Mi y antagonista M2/M3 mejoró el rendimiento cognitivo en los pacientes con SDAT (Sramak et al, Life Sciences vol. 2, No. 3, 195-202, 1997). Sin embargo, este compuesto ocasiona efectos colaterales colinérgicos inaceptables, como fatiga, diarrea y nausea. Un enfoque más radical a AD/SDAT y AAMI tiene como finalidad incrementar el número de receptores postsinápticos (M-i) en el cerebro. Se sabe a partir de la patente china No. CN1096031A, que las sarsasapogeninas (SaG) puede sobreregular los receptores colinérgicos M-i y también subregular (es decir, desplazarse hacia niveles normales de) receptores ß-adrenérgicos, el número de los cuales puede elevarse patológicamente en AD/SDAT. Se han publicado solicitudes de patente que reclaman la utilidad de algunas sapogeninas esteroides que tienen estructuras de espirostano, furo-espirostano, espirosolano o solanidina en el tratamiento de enfermedades, incluyendo SDAT. Dos publicaciones de patente son de importancia particular en la presente: la publicación de patente china No. CN1096031 A reclama el uso de espirostano sapogenina, sarsasapogenina en el tratamiento de SDAT. Sin embargo, la descripción de este documento es breve. El otro documento importante es la publicación de patente DE 4303214A1 que reclama el uso de un rango muy amplio de saponinas y sapogeninas en el tratamiento de un amplio rango de enfermedades que los inventores consideran que son de origen viral. Sin embargo, esta descripción tiene un valor dudoso, ya que se ha reconocido por completo que no existe un elemento infeccioso en un número muy grande de condiciones que están caracterizadas por la transmisión sináptica deficiente y por la tanto la premisa básica de la invención pretendida es deficiente. Además, no se presentan datos de ningún tipo que permita a un experto en la técnica poder seleccionar un compuesto preferido entre un gran número de compuestos reclamados. Los inventores han descubierto que la esmilagenina (SMl) y la anzurogenina D (AZD) exhiben la capacidad de regular receptores. En particular, se ha descubierto que estos compuestos, y en particular SMl, incrementan el número de receptores M2 en el cerebro. De esta manera, de conformidad con un aspecto de la invención, se provee el uso de esmilagenina, anzurogenina D en la elaboración de un medicamento para el tratamiento de una condición caracterizada por una deficiencia número o función del receptor de unión a membrana postsináptico. Los expertos en la técnica estarán conscientes de la relación entre las saponinas y sus sapogeninas, y que los efectos deseados de las sopogeninas pueden exhibirse en pacientes mediante la administración de las saponinas correspondientes, o una mezcla de las mismas. La hidrólisis de por lo menos una proporción de las saponinas se presenta en el tracto gastrointestinal. El experto también estará consiente de la epimerización de ciertas sapogeninas bajo condiciones de hidrólisis acida. Las sapogeninas de interés en la presente invención son de la siguiente fórmula general:
Con referencia a esta fórmula general SMl y AZD tienen la estructura indicada en el cuadro 1 a continuación:
CUADRO 1
Las saponinas y sapogeninas de interés principal de la presente invención se presentan naturalmente en un rango de especies de plantas, notablemente de genera Smilax, Asparagus, Anemarrhena, Yucca y Agave. Las especies por las que actualmente se tiene mayor interés incluyen Smilax regelii Kilip & Morton, conocida comúnmente como zarzaparrilla hondurena; Smilax aristolochiaefolia, Miller, comúnmente conocida como zarzaparrilla mexicana; Smilax ornata, Hooker, comúnmente conocida como zarzaparrilla jamaiquina; Smilax áspera, comúnmente conocida como zarzaparrilla española; Smilax glabra, Roxburgh; Smilax febrífuga, Kunth, conocida comúnmente como zarzaparrilla ecuatoriana o peruana; Anemarrhena asphodeloides, Bunge; Yucca schldigera, Roezl ex Ortgies; y Yucca brevifolia, Engelm. De conformidad con un aspecto adicional de la presente invención, se provee una composición farmacéutica que tiene propiedades que mejoran las funciones cognitivas que comprende una cantidad efectiva de esmilagenina y/o anzurogenina D. En otro aspecto, la invención provee una composición farmacéutica que tiene propiedades que mejoran la función cognitiva que comprende una cantidad efectiva de esmilagenina y/o anzurogenina D en forma de extracto derivado de una planta de genus Smilax, Asparagus, Anemarrhena, Yucca o Agave. Será evidente que la invención incluye dentro de su alcance el uso de las composiciones definidas anteriormente. De esta manera, de conformidad con un quinto aspecto, la presente invención provee un método para mejorar ia función cognitiva que comprende la administración a un humano o animal una dosis efectiva de una composición de la invención. La invención también provee un método para mejorar la función cognitiva en un humano o animal no humano, que comprende la administración de una dosis efectiva de esmilagenina y/o anzurogenina D. Como se utiliza en la presente, el término "función cognitiva" se refiere a funciones como el pensamiento, razonamiento, remembranza, imaginación y aprendizaje. En la identificación de compuestos que podrían usarse en el tratamiento de SDAT y otras enfermedades caracterizadas por la reducción en el número de receptores o transmisión sináptica, los inventores han considerado la necesidad de identificar compuestos que podrían presentar el efecto deseado, pero estarían libres de cualquier efecto estrogénico, ya que esto sería inaceptable, particularmente en pacientes masculinos. Un número de compuestos reclamados que tiene actividad en la solicitud de patente DE
4303214A1 tienen una actividad estrogénica marcada y por lo tanto no son aceptables. Sin embargo, la esmilagenia y la anzurogenina D no muestran actividad estrogénica. Además, estos dos compuestos se probaron en otros receptores esteroides y no se encontró que compuesto alguno tuviera actividad en ninguno de los siguientes receptores: Progesterona Glucocorticoide Testosterona En los compuestos seleccionados también se ha probado la actividad en algunas pruebas in vitro. Las pruebas/experimentos que se consideraron de importancia clave en la determinación de una actividad posible en la elevación del número de receptores de unión a membrana fueron como se indica a continuación: 1.- Células de ovario de hámster chino (CHO) transfectadas con un fragmento de ADN que codifica para un receptor muscarínico. La línea celular que se usó para la mayoría de los experimentos fue una línea celular que expresa para el receptor m2. 2.- Se investigaron los efectos de la expresión del receptor muscarínico en las líneas celulares cultivadas de origen neuronal. 3.- Células del músculo cardiaco cultivadas obtenidas de ratas neonatales Sprague Dawley. Las células del músculo cardiaco expresan receptores muscarínicos, típicamente m2. El nivel de estos receptores cae en cultivo prolongado y se investigaron los efectos de los compuestos de interés para evitar la caída del número de receptores. Los métodos y resultados de los experimentos se describen a continuación.
1. Experimentos de línea celular de CHO Se investigaron ios efectos de diversos compuestos en la expresión de receptores m2 en células de CHO transfectadas con ADN para el receptor m2. Los números de receptores se probaron usando la unión de QNB titulado y la substracción de la unión no específica. Los compuestos se disolvieron en DMSO y se usó DMSO como control. Se probaron los compuestos en un margen de concentraciones finales. También se probaron los compuestos en presencia y ausencia de tamoxifén para intentar distinguir un mecanismo mediado por receptor de estrógeno. Los resultados se resumieron en el cuadro 2 que se muestra a continuación, en donde los compuestos usados en la invención aparecen en letras negritas y los datos de otras sapogeninas se dan con propósitos de comparación.
CUADRO 2 Efectos de los compuestos en la expresión de receptores m2 en células de ovario de hámster chino
NS = Efecto no significativo.
Por lo tanto, los experimentos indican que la esmilagenina y anzurogenina D fueron capaces de incrementar el número de receptores muscarínicos expresados en la superficie de las células de ovario de hámster chino cultivadas en in vitro. El efecto no fue antagonizado por tamoxifén, indicando que el mecanismo involucrado no incluía el receptor de estrógeno.
2. Efectos de los compuestos en la supervivencia celular Se han utilizado otros ensayos in vitro para distinguir entre compuestos activos y no activos. En especial, varias líneas celulares de neuroblastoma, incluyendo células SKN-SN y SH-SY5Y, así como líneas celulares de facromoacitoma, se han cultivado in vitro en presencia de fragmentos de ß-amiloide o disminución de suero. Se investigaron varias técnicas para demostrar la eficacia de los compuestos en la protección de las células cultivadas. Estas técnicas incluían exclusión en azul de tripano, quimioluminiscencia y liberación de lactato deshidrogenasa. De mayor interés resultó ser la observación de que la incubación de células, en especial células PC12, con ß-amiloide redujo el número de receptores muscarínicos medidos por medio de técnicas de unión de ligando radiomarcado. Se descubrió que esta reducción en el número de receptores se mejoraba mediante esmilagenina y mediante anzurogenina D.
3. Efectos de los compuestos en células cultivadas de músculo cardíaco. Se aislaron células de músculo cardíaco del músculo ventricular de ratas neonatales Sprague Dawley utilizando técnicas normales. Las células se cultivaron in vitro y el número de receptores muscarínicos expresados en los fragmentos de membrana de las superficies celulares después de la homogeneización de las células recogidas en varios períodos se valoraron utilizando una unión específica de QNB titulado. Experimentos preliminares demostraron que el número de receptores expresados tendía a disminuir después de 10 días de cultivo. Por lo tanto, se diseñaron experimentos para investigar los efectos de los diferentes compuestos en la inhibición de la disminución del número de receptores. Los resultados de estos experimentos se resumen en el cuadro
3:
CUADRO 3 Efectos de varios compuestos en la expresión de receptores muscarínicos en células cultivadas de músculo cardíaco
NS = Efecto no significativo
Aquí especula que el efecto de los compuestos activos reclamados en esta patente pueden funcionar a través de un efecto sobre la proteína G y que los efectos en el número de receptores son secundarios a un efecto sobre la proteína G. Cuando se estimula un receptor enlazado a la proteína G unida a la membrana, se inician dos clases básicas de sucesos: la respuesta del efector, y la internalización del receptor. El procesamiento subsecuente del receptor al estado en el que otra vez está en forma encima de la superficie celular u otra superficie de la membrana en la que puede interactuar con otro ligando del receptor parece estar sometido a varios factores. Varios de estos factores o mecanismos parecen estar relacionados con la proteína G. Existen pruebas donde se muestra que la activación de los receptores m3 puede tener un efecto en las expresiones o niveles de la proteína G. Se especula que las acciones de los compuestos descritos en esta patente pueden deberse a una interacción en los procedimientos de regeneración del receptor, enlace de proteína G u homeostasis de proteína G. Una hipótesis alternativa es que los compuestos están incrementando la síntesis o liberación o una relación disminuida de degradación de factores neurotrópicos, como el factor de crecimiento derivado del cerebro y/o factor de crecimiento de nervio. Estos efectos en los factores de crecimiento podrían deberse a un efecto del compuesto en un receptor nuclear o citosólico o a la unión de un compuesto a una región promotora con un efecto consecuente directo en la relación de producción de ARNm para el factor de crecimiento o, como consecuencia, en el incremento de la producción de otro factor material, como la proteína G o, finalmente, los efectos pueden ser secundarios a un efecto en el receptor o en el procesamiento de proteína G.
Claims (13)
1.- El uso de esmilagenina en la elaboración de un medicamento para incrementar el número de receptor muscarínico o mejorar la función de receptores muscarínicos en un humano o animal no humano.
2.- El uso de anzurogenina D en la elaboración de un medicamento para incrementar el número de receptor muscarínico o mejorar la función de receptores muscarínicos en un humano o animal no humano.
3.- El uso de esmilagenina y anzurogenina D en combinación en la elaboración de un medicamento para incrementar el número de receptor muscarínico o mejorar la función de receptores muscarínicos en un humano o animal no humano.
4.- El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho medicamento es para tratar la disfunción cognitiva.
5.- El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho medicamento es para mejorar la disfunción cognitiva. En un paciente que sufre disfunción cognitiva relacionada con la edad.
6.- El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho medicamento es para tratar una enfermedad seleccionada entre: enfermedad de Alzheimer, demencia senil de tipo Alzheimer, enfermedad de Parkinson, demencia corporal de Lewi, hipotensión de postura, autismo, síndrome de fatiga crónica, Myasthenia Gravis, enfermedad de Lambert Eaton, enfermedades y problemas asociados con el síndrome de la Guerra del Golfo, exposición ocupacional a compuestos organofosforados y problemas asociados con el envejecimiento.
7.- El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho medicamento es para tratar una enfermedad seleccionada entre la enfermedad de Alzheimer y la demencia senil de tipo Alzheimer
8.- El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ,3, 4 a 7, en donde el uso de esmilagenina es en forma de un extracto derivado de una planta del género Smilax, Asparagus, Anemarrhena, Yucca o Agave.
9.- Una composición farmacéutica que comprende una cantidad eficaz farmacológicamente activa de anzurogenina D.
10.- La composición farmacéutica de conformidad con la reivindicación 9, que además comprende una cantidad eficaz farmacológicamente activa de esmilagenina.
11.- El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8 o una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 10, en donde la anzurogenina D es en forma de un extracto derivado de una planta del género Smilax, Asparagus, Anemarrhena, Yucca o Agave.
12.- Un método no terapéutico para mejorar la función cognitiva en un humano o animal, que consiste en administrar una dosis eficaz de esmilagenina y/o anzurogenina D.
13.- El uso de esmilagenina y/o anzurogenina D en un producto alimenticio o bebible para mejorar la función cognitiva.
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