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Le cyclotron Arronax et la médecine nucléaire
Jean-François Chatal
Université de Nantes et GIP Arronax
60ème Congrès UdPPC Nantes, 28-31 Oct 2012
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1934: découverte de la radioactivité artificielleNaissance de la médecine nucléaire
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Un radiopharmaceutique
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Les rayonnements utilisés en médecine nucléaire
émission α
émission β−
électron
particule αnoyau
d’hélium
photon(s) γ
photon(s) γémission γ
électron
photon(s) γ
positon
émission β+ photon(s) γ
Imagerie
Thérapie
ThérapieImagerie
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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)
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Tomographie d’Emission Monophotonique:1980-2012….
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Scintigraphies osseuses et cardiaques
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Années 90: La Tomographie par Emission de Positons (TEP)
18F-fluoro-deoxyglucose (FDG)
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Détection des photons d’annihilation
e+ + e−� 2 photons γ émis à 180°
Couronne de détecteurs
Reconstitution de la ligned’annihilation
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Système hybride TEP/Scanner: 2000-2012….
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Système hybride TEP/IRM: 2012-…..
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B1 B2 B3
A1 A2 A3
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Imagerie morphologique (scanner, IRM)et imagerie fonctionnelle (TEP)
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L’imagerie TEP de la maladie d’Alzheimer
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L’imagerie TEP pour l’évaluation précoce de la réponse au traitement (détection de l’apoptose tumorale)
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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
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La médecine nucléaire a besoinde 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 énergieet une forte intensité (faible section efficace)
Le cyclotron Arronax répond à ces exigences…
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Production des radioisotopes
Cyclotron
Faisceau de particules
Irradiation de la cible
Production de radioélémentsdans la cible par transmutation
Extraction chimiqueSéparationPurificationMarquage
Médicament radioactif
68Zn + p → 67Cu + 2 p
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Préparation GMP des radiopharmaceutiques
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Un radioisotope émetteur de positons très demandé pour la cardiologie:
le rubidium-82 obtenu par élution d’un générateur 82Sr/82Rb
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Coronarographie
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Scintigraphie de perfusion
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Thallium-201 Rubidium-82
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Un radioisotope émetteur depositons également demandé:
le gallium-68
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TEP avec une hormone couplée au gallium-68
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Des radioisotopes de nouvelle génération pourla médecine nucléaire thérapeutique:
les émetteurs de particules alph a
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βPositon, Electron 131I
αNoyau d'Hélium, 211At
Parcours maximum: 1000 µm 70 µmDemi-vie 8 jours 7,2 heures
Électrons et particules alpha
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70 µm
1000µm
177Lu
211At
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Transfert d’énergie linéique (TEL)
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32
Log
(Sur
vie
rela
tive)
Activité (MBq/l)
1,E-03
1,E-02
1,E-01
1,E+00
0 200 400 600 800
131 I - B-B4
213Bi - B-B4
Effet cytotoxique comparé des électrons etdes particules alpha
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Cibles visées par la radiothérapie moléculaire
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Alpha-radioimmunothérapie dans la leucémie
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Une première étude d’alpha-radioimmunothérapie par voie systémique du cancer de la prostate est en cours de mise en œuvre à Nantes avecl’astate-211 produit par le cyclotron Arronax.Le premier malade doit être traité en 2014
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Conclusion
60ème Congrès UdPPC Nantes, 28-31 Oct 2012
� 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