Alpha Imaging and Data Analysis Laboratory – AIDA Lab

L’alphathérapie est une modalité thérapeutique en médecine nucléaire qui repose sur l’injection d’émetteurs alpha couplés ou non à des vecteurs biologiques afin de traiter des patients atteints d’un cancer hématologique ou d’un cancer au stade métastatique. Il s’agit d’une thérapie prometteuse basée sur le fort pouvoir cytotoxique des particules alpha et qui garantit une irradiation limitée des tissus sains adjacents. Cette nouvelle modalité thérapeutique est une évolution majeure du champ de la médecine nucléaire. L’alphathérapie comporte en effet de multiples et nouveaux challenges en termes de production, de chimie de couplage, d’indications thérapeutiques, d’imagerie, de dosimétrie et de radioprotection. Trois des émetteurs alpha les plus prometteurs, l’actinium-225, le radium-223 et le thorium-227, sont générateurs d’une chaine de désintégration radioactive constituée d’émetteurs alpha ou beta à vie courte. Cette chaine augmente d’autant plus le pouvoir destructeur du traitement mais elle peut engendrer une dispersion de la radioactivité dans l’organisme et se redistribuer de manière non contrôlée dans les différents organes du patient. L’utilisation de ces émetteurs à chaine va entraîner la présence d’un mélange de radionucléides pendant le radiomarquage, mais aussi à l’intérieur de l’organisme du patient. La toxicité engendrée par ce phénomène a déjà été démontrée dans des modèles précliniques.

Pour accompagner le développement de l’alphathérapie, il apparait donc primordial de pouvoir suivre, localiser et quantifier la micro-distribution d’éléments fils de l’225Ac dans les tissus sains. Cela ne peut être réalisé que dans le cadre de l’imagerie préclinique. En effet, à la fois la nature des radioéléments et la résolution spatiale en imagerie clinique ne permettent pas d’atteindre ce niveau de précision. La seule technique d’imagerie capable d’atteindre la résolution spatiale nécessaire à cet objectif est l’autoradiographie. Les technologies couramment employées ne permettent cependant pas de discriminer les différents émetteurs.

La technologie d’autoradiographie BeaQuant développée par la société AI4R repose sur un détecteur gazeux à microstructures. Cette nouvelle technologie de compteur proportionnel permet la localisation en temps réel des signaux radioactifs. Ces fonctionnalités permettent le développement de l’autoradiographie alpha spectroscopique ; c’est-à-dire de faire une image précise à haute-résolution spatiale (< 30 µm) de la distribution de la radioactivité dans une solution ou dans une coupe de tissus et de permettre l’identification sur cette image des différents éléments fils de l’225Ac : 221Fr, 217At et 213Bi.

Le laboratoire commun AIDALab a pour objectif de proposer une solution technologique et des process d’imagerie, d’analyse et de quantification à destination des équipes de recherche et des sociétés privées pharmaceutiques pour les accompagner dans de multiples étapes clé du développement de l’alphathérapie. AIDALab souhaite, pour cela, se concentrer sur trois axes de recherche principaux : i) l’innovation technologique MAS (Modalités d’Autoradiographie Spectroscopique) avec le développement instrumental et algorithmique permettant de proposer des images différentielles spectroscopiques des émetteurs fils ii) le développement de nouvelles méthodes de contrôle qualité des radiopharmaceutiques, iii) le développement de la dosimétrie petite échelle afin d’établir une cartographie de dose absorbée dans les tissus et d’évaluer la toxicité du traitement.

Le consortium est composé de : l’entreprise nantaise AI4R spécialisée dans le développement instrumental pour l’autoradiographie qui apportera son expertise et ses outils de traitement et d’analyse ; l’équipe d’Oncologie Nucléaire du CRCI2NA basée à l’IRS-UN (Université de Nantes) spécialisée dans la recherche et le développement de nouveaux radiopharmaceutiques pour la radiothérapie interne vectorisée et l’alphathérapie depuis plus de 20 ans.