La source du rayonnement
Le rayonnement utilisé dans cette technique a pour origine un atome de très petite taille, le Fluor 18, de la famille des halogènes et fortement électronégatif. Il a la particularité de pouvoir former une liaison covalente très stable avec le carbone, contrairement aux autres halogènes et en particulier au très labile atome d’iode, et de ce fait ne nécessite pas la mise en place de ligands basés sur une chimie de coordination encombrante, nécessaire pour les métaux. Du fait de son très faible encombrement stérique, moins de deux fois plus grand qu’un atome d’hydrogène, le fluor peut aisément se substituer à d’autres atomes de la molécule active sans interférer radicalement avec les propriétés biologiques de ces substances.
D’un point de vue propriétés physico-chimiques, le fluor est donc un candidat idéal pour le marquage de molécules d’imagerie.
Malheureusement, le seul isotope fluoré radioactif vraiment intéressant, le Fluor 18, n’a qu’une demi-vie de 108 minutes. Cette propriété originale est à la fois un avantage et un inconvénient. La courte période favorisera une élimination rapide et un faible impact dans l’accumulation de déchets. Le patient restera également en contact limité avec la radioactivité. En revanche, le temps alloué à la fabrication, à la synthèse, aux analyses, à la logistique et aux procédures d’imagerie devra être adapté à cette forte contrainte.
Le Fluor 18 est un émetteur bêta plus pur produisant deux photons de 511 keV, c’est-à-dire sans rayonnement secondaire néfaste. Ce radio-isotope est produit à l’aide d’un cyclotron par bombardement d’une cible contenant de l’eau enrichie en Oxygène 18, un isotope stable de l’oxygène présent à 0,2% dans la nature, par un faisceau de protons. La méthode de purification automatisée en sortie de cyclotron permet d’obtenir cet isotope sous une forme débarrassée de toute impureté radionucléidique formée concomitamment. La solution utilisable par les radiochimistes contient une forme très diluée de fluorure de sodium actif. La chimie développée autour de cet isotope a permis de mettre au point la synthèse de molécules organiques fluorées par des méthodes essentiellement de substitution nucléophile à fort rendement. A ce jour, toute méthode de synthèse générale d’introduction de fluor de façon quantitative et à basse température sans sous-produits toxiques (ou facilement séparables) apporterait une amélioration évidente à cette technologie.
Pour mémoire, rappelons que d’autres radionucléides émetteurs de positons, en particulier le Carbone 11, peuvent être utilisés en TEP sur des molécules spécifiques marquées, mais aucune n’a donné lieu à la mise au point d’un produit commercial, du fait d’une demi-vie encore plus courte (20 minutes).
Vidéo : La source du rayonnement
Vidéo démonstrative pour tout savoir sur : La source du rayonnement
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