Pour l’imagerie TEP, le fluor-18 est le radioisotope de choix en raison de ses caractéristiques radiophysiques favorables. Beaucoup de nouveaux vecteurs, dont la FLT, le F-MISO, la F-Choline, le FES et la F-DOPA, ont été cliniquement évalués et certains ont obtenu (F-DOPA, FNa et F-choline), ou pourraient obtenir dans les prochaines années, une autorisation de mise sur le marché (AMM) pour une utilisation en routine. La courte période physique (110 minutes) du fluor-18 requiert une production dans un cyclotron situé à courte distance de chaque centre utilisateur. C’est pourquoi l’intérêt grandit pour des radioisotopes avec de courtes périodes physiques pouvant être produits en générateur, en particulièrement pour le gallium-68 (Ga-68), qui a une période physique de 68 minutes et dont le « père » est le germanium-68 (Ge-68) dont la période physique est longue (271 jours).
Un tel générateur présente le grand avantage de pouvoir être utilisé pendant plusieurs mois dans un service de médecine nucléaire. Le Ga-68 a un autre atout : c’est un métal donc il offre des possibilités de complexation différentes du fluor, ce qui le rend plus versatile. Sa courte période physique le cantonne toutefois à une utilisation avec des petites molécules ou des peptides.
En 2018, la société AAA/Novartis a obtenu l’agrément d’un produit marqué au gallium-68 pour l’imagerie des tumeurs neuroendocrines aux Etats-Unis (netspot) et en Europe (somakit). En changeant le gallium-68 par du lutetium-177, ces produits pourraient aussi être utilisés en thérapie dans une approche théranostique.
Depuis, plusieurs nouvelles molécules d’imagerie utilisant le gallium-68 ont fait l’objet de développements, notamment à base de PSMA pour le diagnostic du cancer de la prostate.
Production du germanium-68 à Arronax
La production de Ge-68 requiert des protons d’énergie intermédiaire, des faisceaux intenses et des temps d’irradiations longs. La figure 1 montre l’évolution de la section efficace de production en fonction de l’énergie des protons. On voit clairement que cette production est maximale pour des protons de 20 MeV et qu’on peut utiliser efficacement des protons dans l’intervalle d’énergie 15 MeV – 25 MeV.
Figure 1 : section efficace de production du Ge-68 par l’irradiation d’atomes de gallium par des protons.
Certains industriels le produisent en utilisant des accélérateurs de 30 MeV (Cyclotron Co LtD en Russie ou Curium aux USA). D’autres utilisent un empilement de cibles bombardées par des protons de haute énergie. Ils peuvent ainsi produire plusieurs isotopes d’intérêts avec le même faisceau. C’est le cas pour la production de Sr-82, souvent conjointe avec la production de Ge-68 (BLIP et IPF aux USA, ithemba labs en Afrique du Sud, Zevacor aux USA).
Au GIP ARRONAX, nous avons décidé de mettre en œuvre cette méthode de production et d’ajouter à nos cibles de production de Sr-82 une cible permettant la production de Ge-68. Le principe de production est présenté sur la figure 2.
Figure 2 : schéma de principe de l’irradiation duale permettant la production de Ge-68.
La cible de Rb permet la production de Sr-82. Les différents matériaux et leurs épaisseurs ont été déterminés de manière à optimiser la production de Sr-82 et de Ge-68. Contrairement à de nombreux sites, nous avons choisi d’utiliser comme cible un alliage de nickel et de gallium. L’obtention d’un tel alliage par une technique d’électrodéposition a été développé par T. Sounalet pendant sa thèse (cf. figure 3). L’utilisation d’un tel alliage permet, si les proportions des différents atomes sont correctement déterminées, d’augmenter très fortement la température de fusion de la cible. Cela permet de s’affranchir des limites du gallium, qui peut aussi servir de cible mais a une température de fusion basse (30°C environ) et se révèle extrêmement corrosif à l’état liquide.
Figure 3 : cible de NiGa obtenue par électrodéposition.
Une nouvelle navette de production pour les cibles duales a été conçue en partenariat avec le laboratoire Subatech.