L’énergie nucléaire au service de la médecine
La médecine nucléaire est un domaine spécialisé de la médecine dans lequel les substances radioactives sont utilisées dans le but de diagnostiquer ou de soigner un problème de santé.
Dès 1901 et la curithérapie, la radioactivité est associée au traitement médical. Depuis, l’apport de la radioactivité dans le traitement des maladies n’a cessé de se renforcer, constituant l’un des segments les plus pointus de la médecine et associant de près les exploitants nucléaires pour la production des radioisotopes.
Chaque année, 35 millions de personnes dans le monde sont diagnostiquées ou soignées grâce à la médecine nucléaire et celle-ci est présente dans 100 000 hôpitaux à travers le monde. Les isotopes 1 radioactifs jouent un rôle clef.
Les radio-isotopes à usage médical sont utilisés couramment en médecine nucléaire depuis plus de 50 ans. Associés à la molécule pharmaceutique adéquate, ils constituent un médicament radio pharmaceutique (MRP). Leur utilisation peut se répartir en deux grandes catégories : les applications diagnostiques et les applications thérapeutiques.
Pour le diagnostic, grâce à l’injection du traceur radioactif in vivo, le médecin nucléaire peut accéder à une imagerie fonctionnelle et métabolique (scintigraphie gamma) permettant la détection de lésions profondes, la surveillance de leur évolution ainsi que le guidage précis du geste chirurgical si nécessaire. Cette technique complète efficacement les radiographies, les échographies ou les IRM.
Cette pratique permet de diagnostiquer de nombreuses maladies (ex : cancers, Alzheimer, etc.). Pour la thérapie, grâce à l’injection ciblée de MRP, il est possible de traiter certains cancers. Depuis une dizaine d’années, ces techniques thérapeutiques ciblées sont en plein développement. Pour satisfaire cette demande, des cyclotrons sont utilisés, mais aussi une poignée de réacteurs. Des industriels du nucléaire se dédient à la médecine comme Orano Med qui produit le plomb 212, un radioélément très prometteur pour le traitement de certaines tumeurs. Une fois en fonctionnement, le réacteur Jules Horowitz (RJH) du CEA produira 25 à 50 % des besoins européens en isotopes médicaux.
Quelle médecine en France ?
La France compte 750 médecins et internes spécialistes, actifs dans plus de 200 centres de médecine nucléaire. Un million et demi d’actes de diagnostic ont été réalisés en 2017 grâce à la médecine nucléaire, en croissance de 9 % par an.
En France, près de 50 % des personnes atteintes de cancer sont traitées par radiothérapie (ie plus de 190 000 patients traités chaque année). Les techniques évoluent constamment en optimisant la dose reçue sur tout le volume tumoral et en protégeant au maximum les tissus sains.
L’essentiel des isotopes radioactifs utilisés en médecine nucléaire est produit de manière artificielle. Pour les obtenir, on irradie des cibles d’uranium desquelles on extrait ensuite le molybdène-99 (Mo-99), lequel est à l’origine du technétium-99.
Le technétium 99 permet d’obtenir aisément des images d’organes chez l’être vivant, car il est de période courte (donc éliminé assez rapidement) et peut être combiné à de nombreuses substances issues du métabolisme humain. Il est utilisé dans la plupart des scintigraphies de médecine nucléaire (cancérologie, maladies infectieuses, cardiologie, pathologie osseuse, etc.).
Avec l’iode radioactif, ces deux isotopes sont indispensables pour diagnostiquer et traiter certaines maladies. La médecine nucléaire est aujourd’hui présente dans 100 000 hôpitaux à travers le monde. Pour satisfaire la demande, seuls huit réacteurs de recherche sont opérationnels. Et parmi ces réacteurs, quatre produisent la majorité du Mo-99 nécessaire : le réacteur NRU à Chalk River (Canada), HFR à Petten (Pays-Bas), BR2 de Mol (Belgique) et SAFARI à Pelindaba (Afrique du Sud).
Ces réacteurs sont exploités depuis plus de 40 ans. A court terme, certains d’entre eux seront arrêtés entrainant une pénurie d’isotopes radioactifs. Cette situation est déjà arrivée par le passé.Si la production de ces isotopes n’est pas compensée, les répercussions sanitaires peuvent être importantes.
Par ailleurs, ces isotopes radioactifs ayant une durée de vie courte, leur production se fait à flux tendu. Toute perturbation dans la chaîne de production peut entraîner des annulations ou des retards importants dans les diagnostics ou les soins.
Après la découverte de la radioactivité, le diagnostic médical a été l’une de ses premières applications. Marie Curie elle-même en fut précurseur en développant massivement la radiologie en 1914-1918. Depuis, les techniques se sont considérablement perfectionnées, recourant à des isotopes radioactifs et permettant d’entrer au plus près du corps humain.
Pour comprendre l’origine de la maladie et établir le bon diagnostic, les médecins s’appuient sur deux grands types d’examens développés en médecine nucléaire : la scintigraphie, ou tomographie par émission mono photonique (TEMP), et la tomographie par émission de positons (TEP). La première permet d’obtenir une image en analysant ses rayonnements un médicament radiopharmaceutique (MRP) administré. La seconde en analysant les émissions des positons d’un MRP.
Grâce aux médicaments radio pharmaceutiques, il est désormais possible de voir comment évolue une maladie et caractériser son évolution, permettant ainsi de prédire les chances de survie et de guérison au patient. Le développement d’imagerie multimodale (couplage de la caméra TEP avec un scanner à rayons X ou bientôt avec l’IRM) et l’émergence de nouveaux traceurs donnent au diagnostic par la médecine nucléaire de nouvelles perspectives.
Une fois injectée dans le corps du patient, la radioactivité est facilement détectable. La molécule étant pondéralement insignifiante, elle permet de suivre des processus biologiques et dynamiques à l’intérieur de l’organisme sans le perturber. Les médicaments radio pharmaceutiques n’ont aucune toxicité et n’ont donc aucune conséquence sur l’organisme. Ainsi, des poisons extrêmement violents comme le thallium 201 peuvent être utilisés dans des quantités infinitésimales sans que cela nuise au patient.
