Ciblage des récepteurs de la somatostatine en médecine nucléaire

Ciblage des récepteurs de la somatostatine en médecine nucléaire

La médecine nucléaire consiste en l’utilisation de radioéléments (source non scellées) à des fins diagnostiques ou thérapeutiques. Les médicaments radiopharmaceutiques (MRP) sont composés d’un isotope radioactif couplé à une molécule vectrice. Le vecteur est sélectionné pour ses propriétés d’accumulations sélectives au niveau de la cible. L’utilisation à des fins diagnostiques ou thérapeutiques dépend du type de rayonnement émis par le radionucléide.

Principe de la tomoscintigraphie par émission de positons (TEP)

La tomographie par émission de positons (TEP) est une modalité d’imagerie médicale qui mesure la distribution tridimensionnelle d’une molécule vectrice marquée par un émetteur de positons. L’acquisition est réalisée par un ensemble de détecteurs répartis autour du patient. Les détecteurs (en couronne) sont constitués d’un scintillateur qui est choisi en fonction denombreuses propriétés, pour améliorer l’efficacité et le rapport signal sur bruit. Le circuit de coïncidences mesure les deux photons gamma de 511 keV émis dans des directions opposées qui résultent de l’annihilation du positon-électron. Les photons gamma sont plus pénétrants que les positons permettant de recueillir leur signal sur les détecteurs (Figure 4). Les coupes sont reconstruites par des algorithmes. La correction des phénomènes physiques fournit une image représentative de la distribution du traceur.

Les isotopes émetteurs de positons

Les isotopes émetteurs de positons sont définis par leurs propriétés physiques et leur période radioactive. La production des isotopes s’effectue dans un cyclotron, qui est un accélérateur de particules. La plupart des services de Médecine Nucléaire ne possèdent pas de cyclotron dans l’enceinte de l’hôpital. Cette limite conditionne l’accessibilité aux isotopes émetteurs de positons. Ils sont répartis en plusieurs groupes en fonction de leur période radioactive. Nous distinguons les isotopes à période courte, l’oxygène 15, l’azote 13 et le carbone 11 de périodes respectives de 2, 10 et 20 minutes. Ces isotopes, constitutifs de l’ensemble des composés biologiques, permettent de réaliser des marquages efficaces pour un grand nombre de molécules. Compte tenu de cette courte durée de vie, la production des isotopes et la synthèse du traceur doivent être réalisées rapidement, et à proximité immédiate du lieu de réalisation des examens TEP (50). En médecine nucléaire, l’émetteur de positon par excellence, le plus utilisé, est le Fluor-18(18F) puisqu’il possède des caractéristiques radiophysiques et chimiques intéressantes (équivalent d’un groupement hydroxyl). Cet isotope à durée de vie plus longue (110 minutes) permet une production et une synthèse du radiotraceur à plusieurs kilomètres de son lieu d’utilisation. Le fluorodésoxyglucose ou 18F-FDG, analogue du glucose, est actuellement le MRP le plus largement employé dans les centres TEP cliniques.

Il existe un dernier groupe d’isotopes pouvant être adapté à la routine clinique, issus de générateurs isotopiques de longues périodes. Un des plus utilisé est le 68Gallium dont la période est de 68 minutes issue du 68Germanium de période de 271 jours. Cet isotope père est produit via un cyclotron. Dans le générateur, il y a séparation chimique du radionucléide fils et du père. L’intérêt est la disponibilité directement sur site de ces générateurs. Le marquage des peptides au 68Gallium via un chélateur est relativement facile et permet la synthèse du médicament radiopharmaceutique directement au sein du service. Lors de la désintégration de ces isotopes vers un état stable, ils émettent un positon. Le positon parcourt quelques millimètres dans les tissus. Il perd toute son énergie. Quand il est au repos, il interagit avec un électron du milieu aboutissant à la réaction d’annihilation. Le libre parcours moyen du positon dépend de son énergie cinétique. L’énergie cinétique maximale du positon issu de la désintégration du 18F est de 635 KeV soit un libre parcours moyen dans l’eau de 0,6 mm versus 3,1 mm pour le 68Ga (Emax de son positon 1899 KeV).

De façon similaire à la TEP, les rayonnements détectés sont des photons gamma en TEMP. La gamma caméra est composée de deux entités : le collimateur et le détecteur (Figure 5). Le collimateur est une galette de plomb, tungstène ou autres métaux à numéro atomique élevé percé de trou. Ces trous cylindriques permettent de sélectionner la direction des photons incidents pour établir une correspondance entre lieu d’émission et de détection. Seuls les photons arrivant avec un angle particulier au collimateur pourront interagir avec le scintillateur pour in fine former une image. Il existe plusieurs formes de collimateur, plusieurs diamètres de trous et de septa.

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