III. Quelles sont les attentes des chercheurs vis-à-vis de l’accélérateur de particules ?
 
Les hypothèses de découvertes futures
Les progrès en médecine


Les progrès en médecine

Depuis le début des années 2000 une révolution technologique a profondément modifié les perspectives de la médecine nucléaire.

Cette révolution technologique a consisté dans l’introduction de l’imagerie TEP avec des particules radioactives en pratique routinière de cancérologie nucléaire. Parallèlement, un progrès important a été accompli dans le développement de la radiothérapie vectorisée, principalement en radioimmunothérapie et en radiopeptide thérapie.
-Imagerie TEP

Pour l’imagerie TEP, le fluor-18 est certainement le radio-isotope de choix à cause de ses caractéristiques radiophysiques favorables. Pourtant la courte période physique de 110 minutes du fluor-18 requiert une production dans un cyclotron situé à courte distance de chaque centre utilisateur. C’est pourquoi il y a de plus en plus d’intérêt pour des radio isotopes avec des courtes périodes physiques et qui peuvent être produits en générateur et particulièrement pour le gallium-68 qui a une période physique de 68 minutes et dont le « père » est le germanium-68 dont la période physique est longue, de 271 jours. Un tel générateur a le grand avantage de pouvoir être utilisé pendant quelques mois dans un service de médecine nucléaire, mais le germanium-68 doit être produit dans un cyclotron de haute intensité du fait d’un faible rendement de production.
                                                                                                                                                   
En outre les molécules fluorées ont une petite taille et en conséquence, une distribution rapide après injection intraveineuse, ce qui est compatible avec la période physique relativement courte du fluor-18. Cependant, pour de plus grosses molécules vectrices, comme les anticorps ou plus généralement les immunoconjugués, la cinétique sanguine est beaucoup plus lente et la fixation tumorale maximale est observée relativement tard, quelques heures ou quelques jours après l’injection intraveineuse. Cet intervalle de temps n’est pas compatible avec la période physique de 110 minutes du fluor-18. Pour cette nouvelle application en imagerie TEP, appelée immuno-TEP, de nouveaux radio isotopes, avec des périodes physiques plus longues, sont nécessaires. L’iode-124 est un émetteur de positons avec une période physique de 4,2 jours bien adaptée à la cinétique sanguine des anticorps pour l’immuno-TEP.

Le cuivre-64, avec une période physique de 12,7 heures, est un autre émetteur de positons (un des nombreux type d'énergie dégagée par les isotopes) de grand intérêt qui est envisagé pour une production routinière.

Compte tenu de l’actuelle utilisation routinière de l’iode-131 et de l’yttrium-90 pour le marquage des immunoconjugués et des peptides, les paires de radio isotopes les plus considérées sont l’iode-124/iode-131 et l’yttrium-86/yttrium-90.

Une autre paire de radio isotopes très sollicitée est le cuivre-64/cuivre-67 à cause des caractéristiques favorables des deux radioisotopes.


    Le générateut strontium-82/rubidium-82 est utilisé aux USA depuis plus de 10     ans, mais actuellement, la capacité de production de hautes activités de        strontium-82 est sérieusement limitée dans les centres de production. Le    cyclotron ARRONAX, avec la haute énergie et la haute intensité de son    rayonnement proton permettra de produire jusqu’à 600 générateurs par an.
    2- Radiothérapie vectorisée

    Les trois radio isotopes actuellement utilisés pour la thérapie sont l’iode-131,    l’yttrium-90 et le lutetium-177. Ils couvrent une gamme d’énergie bêta- qui est    bien adaptée aux tailles des petites tumeurs qui sont appropriées pour ce type de    traitement. Cependant l’iode-131 émet un pourcentage relativement élevé de    rayonnements gamma de haute énergie qui requiert des contraintes de    radioprotection dont un confinement des malades dans des chambres radio    protégées pendant quelques jours. Ces contraintes limitent sérieusement le    nombre des malades qui pourraient bénéficier de la radiothérapie vectorisée. En outre l’yttrium-90, émetteur bêta- de haute énergie, est fixé par la moëlle osseuse. Il en résulte une irradiation de la moëlle osseuse qui limite l’activité injectée. De plus l’yttrium-90 n’émet pas de rayonnement gamma associé pour l’imagerie pré-thérapeutique et l’yttrium-86 émet un pourcentage trop élevé de rayonnements gamma de haute énergie pour une imagerie TEP en pratique routinière.