Wie eine Nickelallergie auf Zellebene beginnt

Trotz vieler Vorsorgemaßnahmen* in den letzten 20 Jahren zählt die Kontaktallergie auf das Metall Nickel weiterhin zu den relevanten Volkskrankheiten. In Europa, China und Nordamerika hat Nickelallergie nach wie vor eine Inzidenz von über zehn Prozent der Gesamtbevölkerung.

Damit sich eine Nickelallergie entwickelt, müssen im Körper zwei Schritte ablaufen. Zunächst reagiert das angeborene Immunsystem innerhalb weniger Stunden nach dem ersten Hautkontakt mit Nickel. Das geschieht unbemerkt und ohne sichtbare Symptome. Nickelionen binden dabei an den Oberflächenrezeptor Toll-like-Rezeptor 4 (TLR4), ein bestimmter „Frühwarnsensor“ der Immunabwehr in der Haut. In einem zweiten Schritt bildet das Immunsystem unter Vermittlung antigenpräsentierender dendritischer Zellen (DC) sogenannte „T-Killer-Zellen“. Diese nickelspezifischen Abwehrzellen sorgen im Zusammenspiel mit anderen Immunzellen dafür, dass es zwei bis drei Tage nach dem Kontakt zu einer allergischen Reaktion kommt. Typische Symptome sind dann ein stark juckender Hautausschlag mit Rötungen, Schwellungen und kleinen Bläschen.

Bislang war unklar, welche residenten Zelltypen der Haut an der frühen Aktivierung des angeborenen Immunsystems beteiligt sind und ob eventuell in der Haut verbliebene nickel-spezifische T-Gedächtniszellen in nickel-sensibilisierten Patienten direkt zum Entzündungsgeschehen beitragen.

In einer aktuellen Studie hat ein Forschungsteam um Prof. Dr. Marc Schmidt Einzelzellisolate aus Hautbiopsien von nickel-sensibilisierten Patientinnen und Patienten untersucht. Die Hautproben wurden zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach einem Nickelkontakt entnommen. Dabei zeigte sich, dass in der frühen Phase vor allem TLR4-positive Endothelzellen eine wichtige Rolle spielen. Diese Zellen setzen einen entzündungsfördernden Botenstoff (Interleukin-6) frei, der die Immunreaktion durch sekundäre Aktivierung suprabasaler Keratinozyten in der Epidermis weiter verstärkt. Gleichzeitig werden nach und nach weitere Haut- und Immunzellen aktiviert (zunächst nickel-spezifische DCN/CCL21-positive, dann TLR4/CD14/CD163-positive DC-Populationen). Im späteren Verlauf wandern spezielle Gedächtniszellen des Immunsystems (nickel-spezifische, zentrale KLF2/CCR7/SELL-positive T Gedächtniszellen) aus dem Blut in die Haut ein. Dort entwickeln sie sich zu aggressiven T-Killer-Zellen, die schließlich die typischen Beschwerden der Nickelallergie auslösen.

Die Ergebnisse der Studie helfen, das Zusammenspiel der beteiligten Zellen bei der Nickelallergie besser zu verstehen. Langfristig könnten sie dazu beitragen, neue Möglichkeiten zur Vorbeugung oder Behandlung von Nickelallergien und ähnlichen allergischen Hautreaktionen zu entwickeln.

* Die Verwendung von Nickel ist inzwischen stark reguliert, besonders bei Produkten, die direkten Hautkontakt haben wie Modeschmuck und Piercings. Seit Juli 2025 gelten auch neue EU-weite Höchstgehalte für Nickel in bestimmten Lebensmitteln wie Nüssen, Schokolade und Säuglingsnahrung.

Publikation:
Marc Schmidt, Andrea Knorz, Katharina Meder, Simon Goller, Fabian Imdahl, Yamila Rocca, Matthias Goebeler, Pierre Khoueiry “ Single Cell Analysis Reveals Dynamic Changes of Distinct Cell Populations in Human Nickel Allergy,” Allergy (2025): 1–11, https://doi.org/10.1111/all.70108.

Graphical Abstract der Untersuchungen — Mithilfe von scRNA-Seq wurden die Zelltypen untersucht, die die frühen und späten Entzündungsreaktionen bei der Ni2+-Allergie beim Menschen vermitteln. Die frühe Reaktionsfähigkeit wurde hauptsächlich durch TLR4+TAGLN−-Endothelzellen vermittelt, die indirekt TLR4−KRT16+ Keratinozyten und CCR7+DCN+ DCs aktivierten. Die späte Reaktionsfähigkeit wurde entscheidend durch die Infiltration von KLF2+ zentralen Gedächtnis-T-Zellen und TLR4+CD163+CCR7− DC3-Zellen vorangetrieben. CCR7 = C-C-Chemokinrezeptor Typ 7; DC = dendritische Zellen; EC = Endothelzellen; IF, Immunfluoreszenz; KC =Keratinozyten; KLF2 = Krüppel-like Faktor 2; Ni2+ = Nickel; scRNA-Seq = Einzelzell-RNA-Sequenzierung; SELL = L-Selektin; TAGLN = Transgelin; TCM = zentrale Gedächtnis-T-Zelle; Th = T-Helferzelle; TLR4 = Toll-like-Rezeptor 4. Aus: M. Schmidt, A. Knorz, K. Meder, et al., “ Single Cell Analysis Reveals Dynamic Changes of Distinct Cell Populations in Human Nickel Allergy,” Allergy (2025): 1–11, https://doi.org/10.1111/all.70108. Reproduziert im Einklang mit den Copyright Richtlinien des Verlags.

Mithilfe von scRNA-Seq wurden die Zelltypen untersucht, die die frühen und späten Entzündungsreaktionen bei der Ni2+-Allergie beim Menschen vermitteln. Die frühe Reaktionsfähigkeit wurde hauptsächlich durch TLR4+TAGLN−-Endothelzellen vermittelt, die indirekt TLR4−KRT16+ Keratinozyten und CCR7+DCN+ DCs aktivierten. Die späte Reaktionsfähigkeit wurde entscheidend durch die Infiltration von KLF2+ zentralen Gedächtnis-T-Zellen und TLR4+CD163+CCR7− DC3-Zellen vorangetrieben. CCR7 = C-C-Chemokinrezeptor Typ 7; DC = dendritische Zellen; EC = Endothelzellen; IF, Immunfluoreszenz; KC =Keratinozyten; KLF2 = Krüppel-like Faktor 2; Ni2+ = Nickel; scRNA-Seq = Einzelzell-RNA-Sequenzierung; SELL = L-Selektin; TAGLN = Transgelin; TCM = zentrale Gedächtnis-T-Zelle; Th = T-Helferzelle; TLR4 = Toll-like-Rezeptor 4. Aus: M. Schmidt, A. Knorz, K. Meder, et al., “ Single Cell Analysis Reveals Dynamic Changes of Distinct Cell Populations in Human Nickel Allergy,” Allergy (2025): 1–11, https://doi.org/10.1111/all.70108. Reproduziert im Einklang mit den Copyright Richtlinien des Verlags.

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