Un nouveau RADIO-ISOTOPE pour faire avancer les therapies anticancereuses

Un nouveau radio-isotope pour faire avancer les thérapies anticancéreuses

Les neutrons d’un réacteur de recherche permettent le développement de nouvelles thérapies anticancéreuses, plus ciblées, plus respectueuses des tissus sains.

Le haut flux de neutrons de l’Institut Laue-Langevin (ILL) a produit des échantillons de 161Tb, un isotope du terbium dont les caractéristiques sont mieux adaptées à la thérapie du cancer que les traitements radiopharmaceutiques existants. Des chercheurs travaillant pour l’Institut Paul Scherrer (PSI), en collaboration avec l’ILL et l’Université technique de Munich, ont confirmé la possibilité de produire des quantités suffisantes de 161Tb d’une qualité adaptée à un usage thérapeutique.

Les produits radiopharmaceutiques (comprenant un isotope radioactif fixé sur un bioconjugué qui le diffuse sélectivement aux cellules cancéreuses) constituent l’un des meilleurs moyens de diagnostic et de traitement des tumeurs. Les produits radiopharmaceutiques donnent déjà de très bons résultats dans la lutte contre certains types de cancer mais les isotopes utilisés actuellement ne sont pas optimaux pour toutes les applications thérapeutiques. Ils peuvent endommager les tissus sains ou nécessiter l’isolement du patient pendant le traitement, alors que de meilleurs isotopes existent mais ne sont pas commercialisés. Le progrès dans ce domaine dépend de façon cruciale de la disponibilité d'isotopes innovants pour les activités initiales de R&D, puis de la capacité d’en produire de grandes quantités pour les applications cliniques. La recherche actuelle sur le 161Tb marque donc une étape importante vers un nouveau traitement qui devrait améliorer la qualité du traitement anticancéreux et des soins aux patients.

En quoi le 161Tb est-il si formidable ?
« Nous avons mis au point une méthode radiochimique innovante pour produire des radio-isotopes 161Tb d’excellente qualité en vue d’applications médicales. La production peut être suffisante pour traiter plusieurs centaines de patients par semaine », explique Dr. Konstantin Zhernosekov, Chef du Groupe de recherche pour le développement des radionucléides au PSI.

Le 161Tb présente des caractéristiques de désintégration particulièrement intéressantes pour la thérapie anticancéreuse :
• Il a une demi-vie de 6,9 jours, suffisamment longue pour permettre le transport dans les hôpitaux et suffisamment courte pour ne pas poser de problèmes de gestion des déchets après l’élimination par le patient.
• Il émet des particules β basse énergie et des électrons basse énergie, d’où une courte portée cytotoxique et donc un minimum de dommage aux tissus sains.
• Il émet une petite quantité de rayons gamma, mais suffisante pour détecter avec précision les zones ayant reçu le radio-isotope.

Le 161Tb a le même protocole de préparation pour le couplage au bioconjugué que le 177Lu (isotope du lutétium), qui est l’un des radio-isotopes les plus récemment commercialisés pour les traitements. Il présente une biochimie et un métabolisme très similaires. Ses émissions β sont également similaires à celles du 177Lu mais il émet plus d’électrons à basse énergie (Auger), d’où une plus grande efficacité potentielle dans le traitement des tumeurs de petite taille. Le 177Lu est déjà utilisé dans plusieurs pays européens ainsi qu’en Australie, au Brésil et d’autres pays, ce qui devrait faciliter l’introduction du 161Tb.

« Il faudrait coupler le développement de nouveaux bioconjugués, mieux ciblés, avec des radio-isotopes ayant un rayonnement plus ciblé (c’est-à-dire à courte portée). Des émetteurs d’électrons Auger représenteraient le traitement ultime, capable de détruire les cellules cancéreuses sans abîmer les cellules voisines » précise Dr. Ulli Köster, physicien à l’ILL. « De façon bien compréhensible, les médecins et les autorités de réglementation se montrent prudents vis-à-vis des thérapies nouvelles. Le 161Tb a l’avantage de combiner un rayonnement β (dont les effets sont bien connus) et une émission supplémentaire d’électrons Auger. Par ailleurs, le fait que le 161Tb ait un comportement in vivo très similaire au 177Lu, qu’il se prépare et se manipule de la même façon, rassurera les milieux médicaux, et préparera ainsi la voie à la thérapie par les électrons Auger. »

L’avenir
L’ILL travaille à un projet technique de mise en place d’un système d’irradiation automatisé pour la production régulière de 161Tb, de 177Lu et d’autres radio-isotopes innovants à usage médical. Sous réserve d’obtention d'un financement et de l'autorisation des autorités de réglementation, ce système pourrait être opérationnel dès 2013.

Professeur Andrew Harrison, Directeur Scientifique de l’ILL : « Avec son flux neutronique intense l’ILL est l’un des rares endroits où il est possible de produire des isotopes de haute qualité pour la recherche et le développement en radiothérapie. Le système d’irradiation envisagé sort de la sphère normale d’activité de l’ILL mais ce travail est pour nous un impératif moral. C’est un formidable exemple de la façon dont un grand équipement scientifique, financé par des fonds publics, peut avoir des retombées bénéfiques inattendues et imprévisibles pour la société. »

Commentaires des experts radiopharmaceutiques
Prof Mikael Jensen, responsable du Laboratoire Hevesy de l’Université de Risø, Danemark, le principal laboratoire scandinave de radio-pharmacie :
« La médecine nucléaire est extrêmement efficace dans le domaine du diagnostic – nous sommes de plus en plus performants en imagerie – mais jusqu’ici ses progrès étaient moins rapides pour ce qui concerne les traitements. Nous cherchions le Graal parmi les bio-vecteurs, mais il s’avère difficile d’en trouver un qui soit à la fois sélectif sur les cellules cancéreuses et hautement cytotoxiques. En conséquence, nous les combinons aujourd’hui avec un élément qui ne soit dangereux pour les cellules que s’il les pénètre – comme certains radio-isotopes. Le 161Tb est un bon outil de par son temps de décroissance radioactive, et nous en connaissons déjà les propriétés chimiques. En prouvant que le 161Tb peut être produit en quantités suffisantes, ces recherches ouvrent une porte pour combattre l’hydre complexe qu’est le cancer. Les médecins sont déjà familiers des émetteurs beta doux, et même s’ils ne connaissent pas le nom du 161Tb, ils mesureront rapidement son potentiel. »

Prof Andreas Kjær, Université de Copenhague et département de médecine nucléaire de Rigshospitalet, l’hôpital universitaire national danois :
« La radio-pharmacie produit des radiations très localisées – hautement actives sur les cellules cancéreuses et très faibles voire nulles sur les cellules saines autour de la tumeur. En d’autres termes elles ont moins d’effets collatéraux que les chimiothérapies et les radiothérapies externes. Elles sont aussi plus efficaces car elles détectent toutes les cellules cancéreuses, même les micro-métastases qui sont invisibles au scan. Nous avons absolument besoin de nouveaux radio-isotopes qui présentent les bonnes caractéristiques. Parmi eux le 161Tb est très prometteur. Une fois passés les tests pré-cliniques, le 161Tb pourrait être mis en production rapidement et utilisé très largement, car nous avons déjà créé des ligands avec le 177Lu, dont l’efficacité est connue sur différentes formes de cancers. »

Nota bene :
1. Différents types de rayons sont émis par les radio-isotopes et employés à des fins médicales :
a. Les rayons bêta ont une portée de quelques mm à quelques cm et peuvent endommager ou détruire les cellules dans ce rayon ;
b. Les électrons Auger ont une portée de quelques micromètres seulement, plus courte que le diamètre d’une cellule. Leur effet destructeur est donc limité à une seule cellule, voire à une partie de cellule. Pour être plus efficaces, les émetteurs d’électrons Auger doivent être combinés à des bioconjugués d’« internalisation » qui sont sélectivement intégrés dans les cellules cancéreuses ; c. Les rayons gamma ont une longue portée et s’échappent en majeure partie du corps du patient. Ils peuvent être détectés à l’aide de caméras gamma et permettent, de ce fait, de localiser exactement les endroits du corps du patient où le radio-isotope est parvenu.
2. Bioconjugués - Il s’agit de macromolécules, tels que peptides, anticorps, etc. qui acheminent le radio-isotope jusqu’aux cellules cancéreuses.
3. Protocoles de préparation des thérapies par radio-isotopes - Les radio-isotopes sont livrés aux hôpitaux où des radiopharmaciens les couplent aux bioconjugués. Le produit radiopharmaceutique combiné est ensuite injecté au patient. En raison de la similarité chimique entre le 161Tb et le 177Lu, le radiopharmacien peut faire une substitution directe, sans avoir besoin de développer un nouveau protocole de préparation.
4. A propos du PSI - L’institut Paul Scherrer est le plus grand centre suisse de recherche en sciences naturelles et de l’ingénieur. Ce centre multidisciplinaire concentre ses activités sur trois grands domaines : structure de la matière, énergie et environnement, santé humaine.
5. A propos de la Clinique centrale Bad Berka - Depuis 1997, la Clinique centrale de Bad Berka s’est spécialisée dans le diagnostic et la thérapie des tumeurs neuroendocrines grâce aux techniques de médecine nucléaire. Elle est devenue un des plus grands centres au monde pour ce type de cancers, et a récemment reçu la certification européenne de “Centre Européen d’Excellence” pour la qualité deses traitements.

A propos de L'Institut Laue-Langevin
L’ILL est un centre de recherche international situé à Grenoble, France. Il est le leader en science et technologies neutroniques depuis près de 40 ans, les premières expériences ayant été réalisées en 1972. L’ILL exploite l'une des sources de neutrons les plus puissantes au monde, qui alimente un parc de 40 instruments de pointe qui sont constamment modernisés. Chaque année, 1 200 chercheurs de plus de 40 pays viennent à l'ILL pour faire des recherches en physique de l'état condensée, chimie (verte), biologie, physique nucléaire et science des matériaux.

Contact :
James Romero
james@proofcommunication.com

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AGENCE AUVRAY & ASSOCIÉS
M. Raïd ZARAKET
r.zaraket@auvray-associes.com

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