ARRONAX

un cyclotron à Nantespour une recherche

à dimension européenneen médecine nucléaire

et radiochimie

… pour la Médecine Nucléaire

Utilise des molécules couplées à des atomes radioactifs pour des applications :

– diagnostiques en imagerie– thérapeutiques en radiothérapie dite interne ou

métabolique

tepteptomographiepar émissionde positons

Tomographe TEP + TDMTomographe TEP + TDMFusion des deux modalités.Fusion des deux modalités.

Cancer pulmonaire lésion pyramide basale droite

Nouveau développement enradiothérapie interne :

la radioimmunothérapie (RIT)

• La molécule est un anticorps anti-tumeur

• L’atome radioactif émet un rayonnement toxique dans un rayon de quelques dizaines de micromètres (particules alpha) à un centimètre (électrons)

3 mars 2000 (avant RIT) 5 avril 2000 (Un mois après RIT)

9 mars 2001 (Un an après RIT) 25 septembre 2001 (18 mois après RIT)

Radioimmunothérapie du lymphome

Foie

Ganglionsenvahis

Scintigraphie

8 jours après la première injection

3 mois après la deuxième injection : rémission partielle

Carcinome hépatocellulaire multifocal traité par 131I-lipiodol :

imagerie post thérapeutique

1- Imagerie diagnostique durée de vie trop courte du Fluor 18

Nécessité de nouveaux atomes radioactifs avec des durées de vie plus longues

2- Radiothérapie interne Nécessité de nouveaux atomes radioactifs - plus efficaces et plus faciles à manipuler - plus « toxiques » (émetteurs de particules alpha)

Limites actuelles

70 µm

1000 µm

131I

213Bi

Radioimmunothérapie et

Des besoins nouveauxen Médecine Nucléaire

• Diagnostic et imagerie – des émetteurs de positrons pour développer de nouvelles

méthodes de diagnostic (18F mais aussi 82Rb, 52Fe, 68Ga)– des émetteurs de positrons, congénères des radionucléides

thérapeutiques, pour une meilleure dosimétrie (124I , 64Cu, 86Y, 171/172Lu, 205/206Bi)

• Thérapeutique – émetteurs de particules - de haute énergie : 90Y, 188Re– émetteurs de particules - de moyenne énergie : 67Cu, 177Lu– émetteurs de particules : générateurs 225Ac-213Bi, 211At

• Un paradoxe – Les résultats cliniques sont de plus en plus probants– Il est de plus en plus difficile de se procurer des radionucléides

pour les essais cliniques

Pourquoi un cyclotron ?

• D'abord pour produire des radionucléides pour la recherche – en Médicine Nucléaire– et donc pour la radiochimie

• Ce cyclotron sera également :– une ligne de faisceau alpha pour la recherche (radiolyse,

physique, détecteurs)– un site de production industrielle avec CIS bio

international– un outil pour la formation : Université de Nantes, École

des Mines– un équipement structurant pour la recherche : pôle

médecine et chimie nucléaires nantais dans le Cancéropôle Grand Ouest

Pourquoi à Nantes ?

• Site de convergence– des compétences reconnues internationalement dans le

domaine de la radioimmunothérapie (Département de Recherche en Cancérologie, UMR 601 Inserm, Université de Nantes)

– des compétences "nucléaires" reconnues internationalement avec le laboratoire Subatech (UMR 6457 EMN, IN2P3, Université de Nantes)

– synergie nantaise médecine-physique-chimie démontrée par des travaux collaboratifs sur l'alpha-immunothérapie depuis 1998

Le plan Cancer

• Le Cancéropôle Grand-Ouest– inter-régional : Pays le la Loire, Bretagne, Poitou-Charente,

Centre

• Des réseaux structurés– vectorisation d'agents diagnostiques et thérapeutiques :

Nantes (coordonnateur), Angers, Rennes, Brest, Orléans, Tours

– valorisation des produits de la mer en cancérologie– pharmacogénomique et pharmacogénétique– biothérapies

• Des plates-formes technologiques– tumorothèques, Imagerie fonctionnelle, Essais cliniques

SUBATECH

• Physique et chimie nucléaires• Radiochimie

– chimie des émetteurs alpha : alpha-immunothérapie– effet des rayons alpha : radiolyse alpha, inerte et vivant– production d’isotopes « rares »

• Détecteurs innovants : imagerie– leur caractérisation– vieillissement

• Enseignement– des stages pratiques de pointe– une formation à la radio-mesure

Quel cyclotron ?

• Machine ouverte sur le futur, fonctionnement simple

• Protons (H-) et particules alpha (He++) : pour la radiochimie et pour la production d'astate 211

• Haute énergie (70 MeV) : pour la production de radionucléides d'intérêt médical (cuivre 67, fer 52)

• Intensité 350 µA, pour une capacité de production suffisante, 30 µA alpha pour la radiochimie

• Deux sorties : recherche (protons et alpha) et industrie (30 MeV protons)

Études préalables

• Le cyclotron est réalisable• L'investissement est chiffré

à 30 millions d'euros• Le fonctionnement est

estimé à 1,4 millions d'euros par an

• Un site a été proposé et expertisé

• Des industriels souhaitent s'engager dans des contrats long terme de location de temps machine

• Décision prise : constructeur IBA

70 MeV

Un investissement structurant

• Localement – collaboration Inserm U 601 et Subatech– fédération Inter Hospitalière de Médecine Nucléaire : CHU de

Nantes, Centre René Gauducheau– formation : Université, École des Mines

• Régionalement– réseau Vectorisation du Cancéropôle Grand Ouest : Nantes,

Rennes, Angers, Brest, Tours, Orléans

• Au niveau national – GDR CNRS 2352 "Immunociblage des tumeurs", Club Français

des Radiopharmaceutiques, Groupe Français de Quantification en Médecine Nucléaire …

– GDR CNRS "PACE, GEDEPEON …"   sur l’aval du cycle nucléaire

Une dimension Européenne

• Des collaborations établies – ITU de Karlsruhe (5e PCRDT), Task Groups EANM de

Thérapie et de Dosimétrie, …

• Le 6e PCRDT– Participation à EMIL (REX) et RISC-RAD (PI)– … à ACTINET (REX)

• Un conseil scientifique impliquant l'EANM – Présidé par Franz Corstens, président de l'EANM

• Distribution des radionucléides par un industriel

Une dimension internationale

Partenariat avec le Brookhaven National Laboratory (Suresh C. Srivastava)

– leur projet : un cyclotron H-, 70 MeV, 1,2 mA avec un faisceau alpha pour la production d'astate-211

– investissement prévu : 35 M$

Coût de fonctionnementen régime permanent (hors salaires)

Partenaires Montant de la contribution

Université de Nantes (PPF) 50 000 €

CRLCC 50 000 €

INSERM 150 000 €

CNRS 150 000 €

École des Mines de Nantes 50 000 €

CIS bio international 500 000 €

Ressources propres(autres contrats industriels)

50 000 €

Total 1 000 000 €

Personnel I.T.A

Organismes Nombre de postes

CNRS 3

INSERM 3

Université de Nantes 1

École des Mines de Nantes 1

CRLCC 1

CIS bio international 3

Total 12

Les projets identifiés

• L'alpha-immunothérapie et l'astate-211, en cours, collaboration Subatech, CERI, Cancéropôle, ITU

• La radioimmunothérapie et le cuivre-67 (et 64), démarrage 2004, collaboration LSO, Inserm U 601

• Les nouveaux traceurs fluorés et la FLT, en cours, collaboration Cancéropôle, CIS bio international, EMIL

• Les nouveaux isotopes pour l'imagerie TEP, en cours, collaboration Subatech, Inserm U 601

• La dosimétrie TEP, iode-124 et l'yttrium-86, Inserm U 601, EMIL

• Le métabolisme du fer et le fer-52, Inserm U 522

École des Mines de NantesIN2P3/CNRSUniversité de Nantes

Nouveaux radionucléides pour la TEP

• Barbet J. - DR CNRS• Chatal J.-F. - PU-PH CHU Nantes• Ferrer L. - physicien CRLCC

Centre Gauducheau

• Guertin A. – CR CNRS• Eudes P. - Professeur, Université

de Nantes• Fallot M. - Maître de Conférence,

Université de Nantes • Fatahi M. - Maître assistant EMN• Haddad F. - Maître de

Conférence, Université de Nantes

Unité INSERM

CHU de Nantes

La procédure

• 534 émetteurs + (1 < Z < 100),

• 91 émetteurs avec 3 h < T1/2 < 150 h

• 25 éléments avec un rapport de branchement + > 10%

• En ajoutant à ces critères– une section efficace de production > 100 mb– une énergie maximum de la raie prépondérante en bêta < 2 MeV – un noyau fils stable

12 éléments dont 6 avec T1/2 > 10 h