Mesurer jusqu'à la dose la plus faible : la spectrométrie gamma améliore la précision de la thérapie par radioligands
Un nouveau service d'étalonnage en cours de développement
La recherche sur la thérapie par radioligands nécessite des résultats à la fois précis et facilement comparables. Mais comment réduire l'incertitude de mesure, notamment à faibles doses ? Le SCK CEN souhaite répondre à cette question – en collaboration avec ses partenaires internationaux – en déterminant l'activité par spectrométrie gamma. Cette technique identifie les radionucléides grâce à leur empreinte unique. Entre-temps, le consortium a mené à bien deux expériences importantes : l'une avec du lutétium 177 et l'autre avec de l'actinium 225. Ces expériences constituent une étape importante du projet Precision Dosimetry Imaging Biomarker (PDIB) visant à mettre au point une nouvelle méthode d'étalonnage normalisée à l'échelle mondiale.
Le service de spectrométrie gamma du centre de recherche SCK CEN abrite pas moins de vingt détecteurs germanium d'une grande pureté. Ces détecteurs sont utilisés depuis des années dans le cadre de la surveillance radiologique et de la chaîne alimentaire en Belgique. « Chaque année, nous analysons pas moins de 3 000 à 3 500 échantillons », explique Leen Verheyen, experte en spectrométrie gamma. Ces échantillons sont très variés : ils vont de l'urine, utilisée pour détecter des infections internes, au lait, à la terre et même à l'eau de mer. « Nous cherchons maintenant à déterminer si la spectrométrie gamma peut également être utilisée en médecine nucléaire », explique Leen. « Nous souhaitons ainsi mesurer l'activité des produits radiopharmaceutiques et contribuer à l'étalonnage des appareils de mesure. »
Grâce à cet étalonnage, les médecins et les scientifiques du monde entier s'appuient sur les mêmes valeurs. « Cela leur permet, en fonction de l'activité administrée, de comparer à l'échelle internationale des paramètres tels que la dose absorbée dans le tissu tumoral et la réponse au traitement », explique Clarita Saldarriaga Vargas, experte en dosimétrie au SCK CEN. « Grâce à la spectrométrie gamma, nous pouvons quantifier en kilobecquerels. C'est particulièrement intéressant dans la recherche préclinique, où nous utilisons des doses très faibles. »
Réseau international d'étalonnage
Aujourd'hui, le centre de recherche nucléaire SCK CEN travaille généralement avec une incertitude d'environ 10 % pour les applications actuelles. « C'est inacceptable en médecine nucléaire », explique Clarita en faisant le parallèle avec le sport de haut niveau. « Prenons l'exemple d'un sportif de haut niveau belge qui doit manger 1 kilo de pâtes. Si un sportif de haut niveau en Espagne reçoit la même consigne et que son assiette contient 10 % de pâtes en plus, il est difficile de comparer les performances sportives des deux athlètes. Il en va de même pour la thérapie par radioligands. »
L'incertitude de mesure doit donc passer sous la barre des deux pour cent. Cela nécessite une procédure de mesure rigoureuse et normalisée. « C'est ce que nous sommes en train de développer avec le consortium PDIB », explique Leen. « PDIB » signifie « Precision Dosimetry Imaging Biomarker (PDIB) » : un consortium international dirigé par la Foundation for the National Institutes of Health aux États-Unis. La procédure de mesure tient compte d'une série de facteurs susceptibles d'influencer les mesures de l'activité. Songez par exemple au positionnement de l'échantillon dans le détecteur germanium, au type de flacon dans lequel nous conservons l'échantillon, au volume que nous mesurons, à la distance par rapport au détecteur et à la durée de la mesure. L'objectif final est de mettre en place un réseau de « laboratoires d'étalonnage d'étalons secondaires » (secondary standards calibration laboratory).
Mise à l'épreuve
Entre-temps, le consortium a mis cette méthode à l'épreuve : les différents laboratoires obtiennent-ils les mêmes résultats en appliquant cette procédure de mesure ? À cette fin, il a récemment organisé une comparaison interlaboratoires. Chaque laboratoire a reçu deux échantillons : l'un contenant du lutétium 177 et l'autre de l'actinium 225. Les résultats des mesures ont été comparés à ceux du National Physical Laboratory (NPL). C'est l'une des références internationales en matière d'étalonnages nucléaires. Le laboratoire d'étalonnage britannique utilise des étalons primaires. « Notre centre de recherche nucléaire a obtenu un excellent résultat, avec un écart minime par rapport au NPL », conclut-elle. La différence entre les mesures du SCK CEN et celles du NPL était inférieure à 0,50 % tant pour le lutétium 177 que pour l'actinium 225.
Suivi en milieu hospitalier
Les partenaires du projet envisagent également une application clinique de cette technique d'étalonnage, qu'ils comptent mettre en œuvre lors d'une prochaine phase du projet. Au cours de cette phase, chaque laboratoire prépare des échantillons et les envoie à quatre hôpitaux européens. Le SCK CEN enverra des échantillons au Royaume-Uni, en France, en Allemagne et en République tchèque. L'objectif est que les hôpitaux puissent ainsi étalonner leurs calibrateurs de radionucléides et leurs scanners SPECT. Pour ce faire, ils placent les échantillons dans un support cylindrique, puis glissent ce fantôme sous le scanner. Ce projet se poursuivra jusqu'en mars 2028.
Pureté
La spectrométrie gamma présente un avantage supplémentaire, car elle permet de contrôler la pureté des produits radiopharmaceutiques en une seule mesure. « La spectrométrie gamma nous permet de déterminer non seulement l'activité présente dans un échantillon, mais aussi les radionucléides qu'il contient », explique Leen. Pour le découvrir, les chercheurs placent des échantillons dans des détecteurs germanium. Ces détecteurs transforment le rayonnement incident en impulsions électriques. « Étant donné que chaque radionucléide émet un rayonnement à des énergies gamma spécifiques, on observe généralement, pour chaque radionucléide, un pic caractéristique dans le spectre gamma. On peut sans hésiter parler d’une empreinte digitale unique de ce radionucléide », poursuit Clarita. « En matière de produits radiopharmaceutiques, nous recherchons une pureté maximale et souhaitons donc ne voir apparaître qu'un seul radionucléide dans le spectre. »
Recherche préclinique au SCK CEN
La spectrométrie gamma constitue un excellent complément à la technique d'étalonnage antérieure, pour laquelle le SCK CEN a obtenu une accréditation. Nous travaillons ainsi dans une plage allant de dix à plusieurs centaines de mégabecquerels [MBq]. En combinant ces deux techniques d'étalonnage, le centre de recherche nucléaire SCK CEN confirme la précision de ses mesures de l'activité.
La recherche préclinique menée au SCK CEN en tire également profit. Cette précision de mesure accrue constitue un atout majeur qui nous aide à mieux comprendre les mécanismes biologiques sous-jacents à la thérapie par radioligands et à valider la précision et l'efficacité des produits radiopharmaceutiques. C'est important, parce que ce traitement peut sensiblement augmenter l'espérance et la qualité de vie des patients atteints d’un cancer.
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