05 Octobre 2018  |  Technique médicale
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 08/2018

Une nouvelle installation pour la recherche contre le cancer

La nouvelle installation MEDICIS du CERN produit des radioisotopes destinés à la recherche médicale. Ce projet a pour objectif de fournir une vaste gamme de radioisotopes, dont certains peuvent être produits uniquement au CERN, grâce à l’installation ISOLDE, unique en son genre. Ces radioisotopes sont destinés en premier lieu à des hôpitaux et centres de recherche en Suisse et en Europe.

Des progrès importants ont été réalisés récemment dans l’utilisation des radioisotopes pour le diagnostic et le traitement. Avec la nouvelle installation MEDICIS du CERN, les scientifiques pourront désormais concevoir et tester des radioisotopes non conventionnels afin de développer de nouvelles techniques pour lutter contre le cancer.
«Les radioisotopes sont utilisés dans la médecine de précision pour diagnostiquer les cancers et autres maladies, comme les troubles du rythme cardiaque, mais aussi pour administrer de faibles doses de rayonnement exactement à l’endroit où celles-ci sont nécessaires, évitant ainsi de détruire les tissus sains situés aux alentours», explique Thierry Stora, coordinateur du projet MEDICIS. «Maintenant que le projet MEDICIS est sur les rails, nous pouvons produire des isotopes non conventionnels et contribuer à élargir ainsi la gamme des applications possibles», ajoute-t-il.
 
L’installation MEDICIS utilise un faisceau de protons pour produire des radioisotopes destinés à la recherche médicale. (© CERN)
 
 
Un faisceau de protons pour produire des radioisotopes
Un élément chimique peut exister sous plusieurs formes - qu’on appelle isotopes -, en fonction du nombre de neutrons contenus dans son noyau. Certains isotopes, naturellement radioactifs, sont appelés radio-isotopes. On les trouve pratiquement partout, dans les roches ou même dans l’eau potable. D’autres radioisotopes n’existent pas dans la nature, mais peuvent être produits au moyen d’accélérateurs de particules.
Le projet MEDICIS utilise un faisceau de protons de l’installation ISOLDE pour produire des radioisotopes destinés à la recherche médicale. Le premier lot produit était constitué de terbium 155 (155Tb), un radioisotope considéré comme prometteur pour le diagnostic du cancer de la prostate, comme l’ont montré les premiers résultats obtenus.
 
Rechercher les radioisotopes les plus appropriés
Au cours des cent dernières années, les technologies et idées innovantes développées en physique ont conduit à de grandes avancées en médecine, depuis la découverte des rayons X et de la radioactivité, jusqu’à l’avènement des diagnostics et traitements médicaux à l’aide de rayonnements.
Les radioisotopes sont déjà largement utilisés par le monde médical pour l’imagerie, le diagnostic et la radiothérapie. Toutefois, plusieurs des isotopes utilisés actuellement ne réunissent pas les propriétés physiques et chimiques les plus appropriées. Dans certains cas, un type de rayonnement différent pourrait être plus avantageux. L’installation MEDICIS peut donc contribuer à rechercher des radioisotopes présentant les meilleures propriétés pour améliorer la précision de l’imagerie ainsi que des traitements.
«Le projet MEDICIS montre une fois encore comment les technologies du CERN peuvent, au-delà de leur utilisation pour la recherche fondamentale, être sources de bénéfices pour la société. Fort de ses installations et de ses compétences, le CERN s’attache à augmenter l’impact de ses technologies sur notre vie quotidienne», explique Frédérick Bordry, directeur des accélérateurs et de la technologie du CERN.
Dans l’installation ISOLDE, le faisceau de protons de haute intensité en provenance du Booster du PS (PSB) du CERN est dirigé sur des cibles épaisses spécialement développées, ce qui produit une grande variété de fragments atomiques. Différents systèmes sont utilisés pour ioniser, extraire et séparer les noyaux en fonction de leur masse, ce qui permet de produire des faisceaux de basse énergie, qui sont ensuite livrés à plusieurs stations d’expérimentation.
L’installation MEDICIS utilise une deuxième cible, placée derrière celle d’ISOLDE. Une fois les isotopes créés au niveau de la cible de MEDICIS, un système de transport automatisé les amène jusqu’à l’installation MEDICIS, où les radioisotopes intéressants sont extraits par séparation des masses et implantés dans une feuille métallique. Celle-ci est ensuite envoyée à des centres de recherche, notamment à l’Institut Paul Scherrer, au Service de médecine nucléaire et imagerie moléculaire du Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV), ainsi qu’aux Hôpitaux universitaires de Genève (HUG).
Une fois l’isotope livré, les scientifiques vont le dissoudre et le fixer sur une molécule - une protéine ou du sucre, par exemple -, choisie pour cibler avec précision la tumeur. L’isotope peut ainsi être injecté et la molécule peut alors adhérer à la tumeur ou à l’organe qui doit être visualisé par imagerie ou soigné.
 
Les cibles de l’installation MEDICIS doivent être manipulées par un robot, en raison de leur radioactivité. (© CERN)
 
 
ISOLDE et MEDICIS: deux installations complémentaires
L’installation ISOLDE fonctionne depuis 50 ans. Elle a déjà produit 1300 isotopes de 73 éléments chimiques, destinés à des recherches dans de nombreux domaines, dont la recherche nucléaire fondamentale, l’astrophysique et les sciences de la vie. Même si ISOLDE produit déjà des isotopes destinés à la recherche médicale, la nouvelle installation MEDICIS permettra de fournir de façon régulière des radioisotopes correspondant aux besoins de la communauté de la recherche médicale.
MEDICIS est un projet dirigé par le CERN, avec des contributions de son fonds consacré au transfert de connaissances, de fondations privées et d’instituts partenaires. Il bénéficie également d’une subvention de la Commission européenne dans le cadre du programme de formation Marie Skłodowska-Curie. Cette subvention contribue, depuis 2014, au développement d’une collaboration à l’échelle européenne dans les domaines médicaux et scientifiques.
 
À propos du CERN
Le CERN, Organisation européenne pour la recherche nucléaire, est l’un des plus éminents laboratoires de recherche en physique des particules du monde. Située de part et d’autre de la frontière franco-suisse, l’Organisation a son siège à Genève. Ses États membres sont les suivants: Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Israël, Italie, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Roumanie, Royaume-Uni, Slovaquie, Suède et Suisse. Chypre, la Serbie et la Slovénie sont États membres associés en phase préalable à l’adhésion. L’Inde le Pakistan, la Turquie et l’Ukraine sont États membres associés. Les États-Unis, la Fédération de Russie, le Japon, le JINR, l’UNESCO et l’Union européenne ont actuellement le statut d’observateur.
 
 


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