Décembre 2000 - n°53
Le Centre d'Exploration et de Recherche Médicales par Émission de Positons (CERMEP) inaugure ses nouvelles installations à Lyon
Le CERMEP est un groupement d'intérêt économique créé en 1987 et sous tutelle du Ministére de la Recherche. Dirigé par le Professeur Jean-François PUJOL, ce centre d'imagerie médicale effectue à la fois une recherche expérimentale et clinique. Il exploite une technique d'imagerie fonctionnelle isotopique, la tomographie par émission de positons (TEP), permettant l'étude du fonctionnement du corps humain. La TEP est une méthode complexe exigeant trois dispositifs distincts, mais complémentaires :
- Le cyclotron, qui permet la production des isotopes radioactifs émetteurs de positons.
- Le laboratoire de radio-chimie qui réalise la synthèse des molécules marquées, destinées à véhiculer ces radioéléments vers l'organe étudié.
- Le tomographe qui permet de les détecter et de reconstruire l'évolution de la distribution de ces traceurs dans l'organisme suite à leur administration par voie veineuse.
Lancée au début des années 80, après deux décennies de mise au point et de maturation, la TEP s'est finalement insérée progressivement dans le domaine clinique. Cette technique reste cependant peu répandue en france (seulement 4 centres en France : Lyon (CERMEP), Orsay (service hospitalier Frédérice Joliot), Caen (le CYCERON) et Toulouse (CHU de Toulouse))
Pour que l'activité scientifique du centre soit plus performante et puisse s'ajuster à la production actuelle et future des radioisotopes utilisés en TEP, le CERMEP se devait de mettre en place un nouveau cyclotron adapté à ses besoins et à ses perspectives de développement dans les dix prochaines années.Les nouvelles installations du CERMEP ont été inaugurées fin septembre à Lyon.
L'investissement nécessaire à ces nouvelles installations a pu être réalisé grâce à l'aide financière du CNRS, de l'INSERM et de la Fondation de France. Un partenariat de recherche et de valorisation scientifique a été conclu avec la Société belge IBA, fabricant de cyclotrons. Désormais la société IBA partagera les installations de production radiopharmaceutique du CERMEP et assurera la commercialisation de radiopharmaceutiques marqués au fluor 18. Ils seront utilisables par les centres de médecine nucléaires publics et privés dans un rayon de 200 km autour de Lyon.
Certains de ces traceurs sont d'un grand intérêt pour l'évaluation clinique et le suivi thérapeutique des cancers.
Les domaines de recherche du CERMEP se concentrent autour de :
1. La physiologie de la cognition et du comportement : le fonctionnement normal du cerveau.
Le fonctionnement normal du cerveau est abordé soit en utilisant le couplage entre l'activation des régions cérébrales et le débit sanguin local mesuré à l'aide d'injections d'eau marquée par l'oxygène 15 ; soit en utilisant des traceurs qui permettent de mesurer l'activité métabolique (consommation de glucose, synthèse des protéines. . .), l'activité de synthèse ou de dégradation des neurotransmetteurs, les liaisons de radioligands spécifiques reconnus par leurs récepteurs.
2. La physiopathologie des ensembles neuronaux : le fonctionnement pathologique du cerveau.
Le fonctionnement pathologique du cerveau peut être abordé avec les mêmes approches soit au niveau du retentissement sur le fonctionnement général (perfusion sanguine, métabolisme) des zones cérébrales impliquées, soit au niveau de l'atteinte sélective d'ensembles neuronaux identifiés par le suivi de la synthèse de leur transmetteur ou l'évolution pathologique de l'occupation de leurs récepteurs.
3. Les microcirculations et métabolismes : le fonctionnement cellulaire des organes vitaux (coeur, reins, poumons).
Le fonctionnement cellulaire des organes vitaux dépend de la bonne coordination entre l'apport sanguin (perfusion) et la capacité de l'organe à l'utiliser (métabolisme) pour une activité fonctionnelle donnée. Le travail de recherche porte ici sur la mise en place d'une approche impliquant l'utilisation de plusieurs techniques d'imagerie fonctionnelle dont la TEP afin de valider la meilleure stratégie d'évaluation clinique.
4. Le cancer : évaluation et suivi thérapeutique des processus tumoraux.
Les cellules cancéreuses ont une activité métabolique particulière qui leur fait consommer une plus grande quantité de glucose pour leur fonctionnement (métabolisme anaérobie). Certaines d'entre elles expriment en très grande quantité des récepteurs qui peuvent être reconnus spécifiquement par des molécules marquées, convenablement sélectionnées.
Ce domaine de recherche implique la validation et la valorisation de nouvelles méthodes utilisant la TEP et permettant d'augmenter la fiabilité, la sensibilité de la détection des tumeurs cancéreuses et de leurs métastases et d'organiser les protocoles permettant un meilleur suivi de leur traitement.
5. La recherche, la validation et la valorisation de nouvelles méthodes d'exploration utilisant la TEP.
Les thèmes de recherche prioritaires sont actuellement : l'épilepsie, le parkinson, la douleur, la physiologie cognitive, la mise au point de nouveaux procédés utilisables en TEP, leur validation expérimentale et l'optimisation de leur mise en oeuvre conjointement avec d'autres méthodes d'imagerie fonctionnelle (IRM, ultrasons, électrophysiologie).
Contact :
CERMEP
Hôpital neurologique P. Wertheimer
59 Bd Pinel - 69003 LYON
qu'est-ce que La Tomographie par Emission de Positons (TEP) ?
La TEP est un outil d'exploration de l'être vivant qui permet de produire des images du corps et de son fonctionnement en trois dimensions. Grâce à son extrême sensibilité de détection, c'est une méthode d'investigation unique du corps humain, que ce soit dans un but de recherche (études physiologiques telles que le métabolisme, le débit sanguin, la pharmacocinétique des liaisons entre ligands et neurorécepteurs, la synthèse protéique...) ou de soins (recherche de tumeurs cancéreuses...).
Lancée au début des années 80, après deux décennies de mise au point et de maturation, la TEP s'est finalement insérée progressivement dans le domaine clinique. Cette technique reste cependant peu répandue en France.
La ville de Lyon a la chance de posséder l'un des quatre centres français de tomographie par émission de positons au CERMEP. Les trois autres se trouvent à Orsay (service hospitalier Frédéric Joliot), à Caen (Le CYCERON), et depuis 1999 à Toulouse (CHU de Toulouse).
La TEP, comment ça marche ?
Le principe de la TEP repose sur la détection de radioéléments émetteurs de positons, intégrés dans des molécules spécifiques et préalablement administrées au sujet. Une fois le radio-isotope injecté, on détecte au moyen d'un tomographe le rayonnement émis. Ensuite, il s'agira de reconstruire une image de la distribution d'activité dans les organes et de l'analyser en termes de concentration régionale du traceur.
Pratiquement, une substance radioactive (le traceur) est injectée dans le circuit sanguin d'un patient. Lorsque celle-ci est présente à l'intérieur de l'organe étudié, le médecin détecte à l'aide du tomographe les rayons gamma émis dans l'organisme du patient. En présence d'une tumeur, par exemple, la concentration du traceur radioactif atteindra un niveau anormal dans les cellules de la tumeur, ce qui apparaîtra sur l'image prise par la caméra.
Les radio-isotopes les plus souvent utilisés sont le carbone 11, l'azote 13, l'oxygène 15 et le fluor 18. On utilise ces isotopes parce qu'ils se désintègrent uniquement en émettant des positons.
Les isotopes sont produits à l'état pur dans un cyclotron qui ajoute des protons aux isotopes stables par l'entremise d'un bombardement à haute énergie du noyau stable à l'aide de protons et de deutons.
Étant donné leur demi-vie très courte ( - une demi-vie , c'est le temps nécessaire pour que le niveau initial de l'activité d'une substance radioactive dimiinue de moitié - l'oxygène15 : 2,03 minutes, le carbone 11 : 20,4 minutes, l'azote 13 : 9,96 minutes et le fluor18 : 109,8 minutes), les radioéléments émetteurs de positons doivent être produits immédiatement avant leur utilisation. Il est donc nécessaire qu'un cyclotron se trouve à proximité.
Le principe de la détection se base sur la propriété que possèdent ces atomes radioactifs de retourner à l'état stable en émettant des positons. Lorsqu'un positon est émis, il traverse la matière sur un très court trajet puis rencontre un électron du milieu ambiant. Ces deux particules s'anihilent et leur énergie cinétique est restituée sous forme de deux rayons gamma qui sont émis dans des directions opposées. Ce sont ces rayons qui sont détectés et enregistrés par l'appareil d'imagerie médicale.
CYCLOTRONProduction de radioéléments par bombardement des cibles par un faisceau de particules accélérées
RADIOELEMENTLABORATOIRE DE RADIOCHIMIEMarquage et synthèse des molécules destinées à véhiculer les radioéléments vers l'organe étudié
LE CYCLOTRON ET LE LABORATOIRE PERMETTENT L'OBTENTION DE MOLÉCULES MARQUÉES (OU TRACEURS) QUE L'ON VA INJECTER AU PATIENTTOMOGRAPHEDétection des rayonnements gamma émise par les radioéléments
TRAITEMENT DES DONNÉES ET RECONSTRUCTION DE L'"IMAGE DE L'ORGANE OBSERVÉImage dynamique en trois dimensions