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Kontaktdermatitis – dem Stativ ein Bein wegschlagen

Die Kontaktdermatitis ist eine der häufigsten beruflich bedingten Erkrankungen der Haut. Wird die allergische Reaktion chronisch, dann müssen einige Menschen sogar ihren Beruf aufgeben. Prof. Dr. Stefan Martin und seine Arbeitsgruppe in der Forschergruppe Allergologie der Universitäts-Hautklinik Freiburg untersuchen die molekularen Mechanismen hinter dem Leiden. Nicht zuletzt mit dem Ziel, neue Therapiemöglichkeiten zu finden und In-vitro-Testsysteme zu entwickeln. Sie haben viele der molekularen Details bereits aufgeklärt.

Ein Ekzem als Folge der Nickel-Kontaktallergie © Prof. M. Goebeler

Chemikalien in Haushaltsreinigern, Materialien für die Bügel von Büstenhaltern, nickelhaltiger Schmuck, flüchtige Stoffe in Parfüms oder pflanzliche Salben – etwa vier Tausend Substanzen sind heute bekannt, die eine Kontaktdermatitis auslösen können. Hautrötungen, Juckreiz und nässende Hautstellen können unangenehme Symptome sein. Wird die Erkrankung chronisch, dann müssen die Menschen den Kontakt mit den Auslösern einstellen. In vielen Fällen bedeutet das: Schluss mit dem Beruf. Denn die Kontaktdermatitis entwickeln viele gerade im regelmäßigen Umgang mit Chemikalien am Arbeitsplatz. Die Kontaktdermatitis ist eine allergische Erkrankung, es handelt sich also um eine Überreaktion des eigenen Immunsystems auf den Kontakt mit einem Auslöser. „Bisher hat man sie deshalb mit Medikamenten behandelt, die das Immunsystem unterdrücken“, erklärt Prof. Dr. Stefan Martin von der Forschergruppe Allergologie an der Universitäts-Hautklinik Freiburg. „Aber das bekämpft nur die Symptome, wir brauchen in Zukunft echte kausale Ansätze, die die Ursachen anvisieren.“

Nickelionen im Hautgewebe

Hierzu ist es unabdingbar, die molekularen Mechanismen zu kennen, die hinter einer Kontaktallergie stecken. Martin und sein Team haben hier in den letzten zwanzig Jahren Pionierarbeiten geleistet. Sie wissen heute, dass der Schlüssel für die Entstehung einer Kontaktdermatitis eine erste Entzündung nach Kontakt mit der allergieauslösenden Substanz (dem sogenannten Kontaktallergen) ist. Am Beispiel der Allergie gegen Nickel schauen die Vorgänge in der Haut vereinfacht betrachtet so aus: Das nickelhaltige Armband der neuen Uhr scheuert an unserem Handgelenk. Wir kratzen die Haut auf oder sie wird aufgrund von Schweiß feucht und durchlässiger. Nickelionen gelangen ins Hautgewebe, wo sie von Hautzellen und Immunzellen erkannt werden. Und zwar, weil sie an spezielle Rezeptorproteine binden, die in der Membran dieser Zellen sitzen. Die Immunzellen schütten nach Kontakt mit Nickel Botenstoffe aus, die weitere Zellen des Immunsystems anlocken. Eine Entzündungsreaktion tritt in Gang. In ihrem Verlauf werden auch sogenannte dendritische Zellen aktiviert.

Dendritische Zellen aus der Haut (grüngelb) sind in die T-Zellregion des Lymphknotens eingewandert. Dort können sie T-Zellen (rot) aktivieren. © Prof. Dr. Stefan Martin

Diese Zellen vermitteln erst die allergische Reaktion, denn sie wandern aus der Haut aus und in Lymphknoten ein und aktivieren dort T-Zellen, indem sie ihnen die Nickelionen präsentieren. Diejenige Subpopulation von T-Zellen, die Rezeptoren für Nickel besitzt, vermehrt sich schlagartig. Es entstehen auch sogenannte Gedächtniszellen, die Grundlage für das immunologische Gedächtnis. Die T-Zellen wandern – instruiert durch die dendritischen Zellen – zum Herd der Entzündung in der Haut zurück. Tritt erneut Kontakt mit Nickel auf, dann setzt sofort eine Überrektion des Immunsystems ein, vermittelt durch die nun vor Ort schlummernden T-Zellen. Die typischen Symptome einer Allergie treten auf. Martin und sein Team konnten nicht nur nachweisen, dass die im Verlauf einer ersten Entzündung erfolgte Aktivierung der dendritischen Zellen für eine spätere allergische Reaktion unabdingbar ist. Sie zeigten auch, dass aktivierte dendritische Zellen die T-Zellen in den Lymphknoten mit molekularen „Adressaufklebern“ ausstatten, sodass diese den Ort der Entzündung in der Haut finden.

Drei verschränkte Signalwege

Das Kontaktallergen Oxazolon löst bei Hautkontakt die Freisetzung von ATP aus Hautzellen aus (rechts). Dieses kann dann den P2X7-Rezeptor aktivieren und eine Entzündung auslösen (siehe Text). Links ein Kontrollexperiment mit reinem Lösungsmittel © Prof. Dr. Stefan Martin

Inzwischen haben die Freiburger Forscher viele der einzelnen Schritte bis zur molekularen Ebene hinunter aufgeklärt. So ergaben ihre Untersuchungen, dass der erste Schritt nach dem Eintritt von Nickel in die Haut durch bekannte Rezeptorproteine der Gruppe der Toll-ähnlichen Rezeptoren (TLR, engl. toll-like receptor) vermittelt wird, die auch im Falle einer Bakterieninfektion eine Rolle spielen. „Nickel bindet an TLR4“, sagt Martin. „Daraufhin kommt im Inneren der Zellen eine molekulare Signalkaskade in Gang, die verschiedene Gene aktiviert und schließlich die Ausschüttung von entzündungsfördernden Botenstoffen zur Folge hat.“

Andere allergene Substanzen lösen eine solche Signalkaskade auf indirektem Weg aus. Sie sorgen zum Beispiel dafür, dass Teile der Schutzschicht aus Kohlenhydraten um die Haut- und Immunzellen abgebaut werden. Bruchstücke dieser Schicht aktivieren dann TLR2 und TLR4. Ein weiterer Schritt ist, dass Kontaktallergene den ATP-Rezeptor mit dem Namen P2X7 aktivieren, der wiederum im Inneren der Zellen einen Komplex aus verschiedenen für Entzündungen wichtigen Proteinen mit der Bezeichnung Inflammasom stimuliert. Dieser Komplex regt dann die Ausschüttung von Botenstoffen an, die zur Entzündung beitragen.

Ein dritter Signalweg (neben denjenigen, die über TLR-Proteine oder über das Inflammasom vermittelt werden) löst die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies aus, die ebenfalls das Immunsystem mobilisieren. „Alle bekannten Signalwege, die eine Kontaktdermatitis auslösen, sind miteinander verbunden“, sagt Martin. „Es reicht, wenn man einen von ihnen ausschaltet, und es kommt keine Entzündungsreaktion mehr zustande. Es ist wie bei einem Stativ, bei dem es egal ist, welches der drei Beine man wegschlägt: das Stativ kippt um.“ Die Freiburger um Martin haben im Mausmodell gezeigt, dass man nur einen der Signalwege blockieren muss, damit die Entzündung nach Kontakt mit Allergenen ausbleibt. Für eine antientzündliche Therapie gegen die Kontaktdermatitis wäre das also ein Ansatz. „Das große Ziel für die Zukunft ist es, das auch beim Menschen zu prüfen“, sagt Martin. „Außerdem wollen wir untersuchen, ob das funktioniert, wenn die Krankheit bereits chronisch geworden ist.“

Eine vorgetäuschte Infektion?

Eine weitere Frage ist die nach einer Prädisposition. Gibt es Menschen, die wahrscheinlicher an einer Kontaktdermatitis erkranken werden? Gibt es Faktoren, die eine Entstehung der Krankheit begünstigen? „Wir denken, dass genetische Polymorphismen in den wichtigen Signalwegen zu einer Prädisposition beim Menschen führen können“, sagt Martin. „Das müssen wir aber noch genauer untersuchen.“ Außerdem ist es interessant, dass die an der Erkrankung beteiligten Signalwege genau diejenigen sind, die auch nach einer bakteriellen oder viralen Infektion angeschaltet werden. Die Kontaktdermatitis täuscht dem Organismus gewissermaßen eine Infektion vor. Kann eine gleichzeitige Infektion mit Bakterien eine allergische Reaktion verstärken oder gar aus einem schwachen Allergen ein starkes Allergen machen? Auch dies wollen Martin und sein Team in den nächsten Jahren untersuchen.

Im Rahmen eines großen EU-Projekts entwickeln sie außerdem Testsysteme auf der Basis von menschlichen Zellkulturen. Mit diesen Testsystemen können Wissenschaftler prüfen, ob eine Substanz eine Kontaktallergie auslösen kann. Das ist nicht nur für die Klinik und die Grundlagenforschung, sondern auch für die Kosmetikindustrie wichtig. Denn diese muss jedes ihrer Produkte auf potenziell gefährliche Inhaltsstoffe hin testen. Bisher wurden solche Tests mit Tieren durchgeführt. Diese Tierversuche sind seit 2009 durch eine EU-Richtlinie verboten.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/kontaktdermatitis-dem-stativ-ein-bein-wegschlagen