Le cyclotron Arronax et la médecine nucléaire

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1 Le cyclotron Arronax et la médecine nucléaire Jean-François Chatal Université de Nantes et GIP Arronax

2 1934: découverte de la radioactivité artificielle Naissance de la médecine nucléaire

3 Un radiopharmaceutique

4 Les rayonnements utilisés en médecine nucléaire électron électron Imagerie Thérapie émission γ photon(s) γ émission β photon(s) γ positon Imagerie particule α noyau d hélium émission β + photon(s) γ émission α Thérapie photon(s) γ

5 L imagerie en médecine nucléaire: une imagerie fonctionnelle radioisotopes émetteurs de simples photons - technetium-99m (t1/2: 6 heures) - iode-123 (t1/2: 13 heures) - thallium-201 (t1/2: 73 heures) radioisotopes émetteurs de positons - fluor-18 (t1/2: 110 minutes) - carbone-11 (t1/2: 20 minutes)

6 Tomographie d Emission Monophotonique:

7 Scintigraphies osseuses et cardiaques

8 Années 90: La Tomographie par Emission de Positons (TEP) 18 F-fluoro-deoxyglucose (FDG)

9 Détection des photons d annihilation e + + e 2 photons γ émis à 180 Couronne de détecteurs Reconstitution de la ligne d annihilation

10 Système hybride TEP/Scanner:

11 Système hybride TEP/IRM:

12

13 Imagerie morphologique (scanner, IRM) et imagerie fonctionnelle (TEP) A1 A2 A3 B1 B2 B3

14 L imagerie TEP de la maladie d Alzheimer

15 L imagerie TEP pour l évaluation précoce de la réponse au traitement (détection de l apoptose tumorale)

16 La thérapie en médecine nucléaire: radiothérapie moléculaire radioisotopes émetteurs d électrons (émission bêta-) - iode-131 (t1/2: 8,02 jours) - yttrium-90 (t1/2: 2,7 jours) - lutetium-177 (t1/2: 6,7 jours) Avant traitement Après traitement

17 La médecine nucléaire a besoin de nouveaux radioisotopes Pour l imagerie TEP et pour la thérapie (émetteurs d électrons et de particules alpha) La production de certains radioisotopes nécessite une forte énergie et une forte intensité (faible section efficace) Le cyclotron Arronax répond à ces exigences

18

19

20 Production des radioisotopes Irradiation de la cible Faisceau de particules Production de radioéléments dans la cible par transmutation Cyclotron Extraction chimique Séparation Purification Marquage Médicament radioactif 68 Zn + p 67 Cu + 2 p

21

22 Préparation GMP des radiopharmaceutiques

23 Un radioisotope émetteur de positons très demandé pour la cardiologie: le rubidium-82 obtenu par élution d un générateur 82 Sr/ 82 Rb

24 Coronarographie

25 Scintigraphie de perfusion

26 Thallium-201 Rubidium-82 60ème Congrès UdPPC Nantes, Oct 2012

27 Un radioisotope émetteur de positons également demandé: le gallium-68

28 TEP avec une hormone couplée au gallium-68

29 Des radioisotopes de nouvelle génération pour la médecine nucléaire thérapeutique: les émetteurs de particules alpha

30 Électrons et particules alpha β Positon, Electron 131 I α Noyau d'hélium, 211 At Parcours maximum: 1000 µm 70 µm Demi-vie 8 jours 7,2 heures

31 Transfert d énergie linéique (TEL) 177 Lu 211 At 70 µm 1000 µm

32 Effet cytotoxique comparé des électrons et des particules alpha 1,E+00 Log (Survie relative) 1,E-01 1,E I - B-B4 213 Bi - B-B4 1,E Activité (MBq/l) 32

33 Cibles visées par la radiothérapie moléculaire

34 Alpha-radioimmunothérapie dans la leucémie

35 Une première étude d alpha-radioimmunothérapie par voie systémique du cancer de la prostate est en cours de mise en œuvre à Nantes avec l astate-211 produit par le cyclotron Arronax. Le premier malade doit être traité en 2014

36 Conclusion Le cyclotron Arronax produit des radioisotopes innovants pour la médecine nucléaire Ces radioisotopes, couplés à des médicaments, conduisent à la production de radiopharmaceutiques Ces radiopharmaceutiques sont utilisés pour l imagerie fonctionnelle TEP et la radiothérapie moléculaire Pour tout cela il faut des physiciens, des chimistes, des biologistes, des pharmaciens et des médecins

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