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La médecine nucléaire : une technique de diagnostic et de soins

Contrairement à la radiologie, qui se définit comme une technique d’imagerie anatomique (comparaison par rapport à des formes et à des dimensions anatomiques normales), la médecine nucléaire est une technique d’imagerie fonctionnelle, métabolique (comparaison avec des phénomènes physiologiques normaux).

La médecine nucléaire consiste à administrer au patient par voie intraveineuse ou par voie sous cutanée, plus rarement par voie buccale, un radio-pharmaceutique marqué avec une faible activité de radioactivité. Ces traceurs radioactifs sont absorbés par les cellules et suivent le métabolisme cellulaire de l’organe que l’on cherche à étudier. Selon que cet organe est sain ou pathologique, la répartition de ce radio pharmaceutique va différer.

Le champ de la médecine nucléaire comprend :

  • La médecine nucléaire diagnostique

Diagnostiquer constitue l’activité principale de la médecine nucléaire. Le traceur injecté pénètre dans le métabolisme des cellules ou des organes ciblés. 

Le radio-pharmaceutique administré émet ensuite des rayonnements qui sont détectés par des caméras spécifiques, qui permettent d’obtenir des images. Ces images émises par le traceur s’avèrent différentes selon que les cellules sont saines ou cancéreuses, selon que leur métabolisme est normal ou qu’il se trouve en état de dysfonctionnement suite à la maladie cancéreuse. Par exemple, en scintigraphie osseuse, le traceur se répartit différemment sur des os malades et sur des os non atteints.

Deux techniques de détection sont mises en œuvre à l’IPC :

  1. la scintigraphie,
  2. la TEP Scan (tomographie par émission de positons), encore appelé PET-scan (positron emission tomography).
  • La prise en charge thérapeutique

La médecine nucléaire est actuellement utilisée en routine en traitement adjuvant des cancers de la thyroïde.

Il existe d’autres indications de la médecine nucléaire en thérapie, actuellement plutôt dans un cadre de protocoles de recherche (certaines tumeurs hépatiques, certains lymphomes, certaines métastases osseuses…).

Cet examen est utilisé dans de très nombreux domaines (cardiologie, neurologie, etc.). A l’IPC, la scintigraphie s’applique essentiellement :

1. Dans le diagnostic de la pathologie  cancéreuse, pour :

  • les os (cancer) ;
  • les tumeurs endocrines ;
  • le ganglion sentinelle dans les cancers du sein, de la prostate, des organes génitaux de l’homme et de la femme.

2. Dans le diagnostic de la pathologie non cancéreuse, pour :

  • les os (descellement de prothèses…) ;
  • le cœur (étude du fonctionnement du cœur) ;
  • le dysfonctionnement de la thyroïde et des parathyroïdes ;
  • la fonction rénale ;
  • le drainage lymphatique et l’exploration des lymphoedèmes, quelle qu’en soit l’étiologie (dont les lymphoedèmes des membres : gros bras suite à un cancer du sein, lymphoedème du membre inférieur suite à un cancer du col utérin ; cette exploration peut aider au drainage lymphatique réalisé par les kinésithérapeutes) ;
  • l’exploration digestives et des voies biliaires.

C’est à l’IPC qu’a été lancée, en 1996, sous l’égide du Dr Isabelle Brenot-Rossi, la technique du ganglion sentinelle par scintigraphie pour le mélanome malin cutané puis, en 1997, pour le cancer du sein : un acte qui, aujourd’hui, est passé en routine.

La technique du ganglion sentinelle repose sur le principe qu’un organe atteint d’un cancer localisé de petite taille est initialement drainé par un premier ganglion. Si ce ganglion est sain, alors aucun autre ganglion n’est atteint par le cancer. La technique du ganglion sentinelle consiste donc à repérer ce premier ganglion qui draine l’organe, après un marquage par un radio-traceur injecté par voie sous cutanée afin que le chirurgien puisse l’enlever. Ce ganglion est ensuite analysé en anatomopathologie au microscope. Si ce ganglion est sain, cela évite la réalisation d’un curage ganglionnaire plus extensif, invalidant, source de lymphoedème.

La TEP en routine à l’IPC

L’examen TEP (tomographie par émission de positons) au FDG (fluoro deoxy glucose) est une technique diagnostique qui est apparue en France dans les années 2004 et qui s’avère très performante pour la mise en évidence de pathologies tumorales. Cela consiste à administrer par voie intraveineuse une infime quantité de glucose marqué avec du fluor radioactif. Ce glucose marqué est capté préférentiellement par les cellules cancéreuses, qui vont le stocker : la caméra TEP permet de visualiser les foyers où ce glucose est stocké, et c’est ainsi que les foyers tumoraux sont révélés.

En pratique, un examen TEP au FDG peut être prescrit :

  1. Dans le cadre du bilan d’extension initial lorsque le cancer est déjà connu, pour repérer s’il existe des métastases ou non.
  2. Pour évaluer l’efficacité d’un traitement en cours.
  3. Dans la recherche d’une rechute lorsque le patient présente à nouveau des symptômes, ou suite à certains résultats d’analyses perturbés (marqueurs), ou encore suite à des anomalies radiologiques. La TEP au FDG constitue à l’heure actuelle l’examen le plus fiable pour le diagnostic de rechute.
  4. La TEP au FDG est réalisée devant l’apparition d’une métastase prévalente afin de détecter le cancer primitif ainsi que d’éventuelles autres métastases.

Il existe d’autres radio-traceurs que le FDG. Dans le cas du cancer de la prostate, on utilisera la Fluoro-choline, qui est beaucoup mieux adaptée à ce type de cancer. Les indications de la TEP à la Fluoro-choline sont limitées dans certaines circonstances de rechute, lorsqu’un traitement curatif de rattrapage est envisagé, et plus rarement lors du bilan initial de la prise en charge thérapeutique du cancer de la prostate.

Les enjeux des prochaines années

A l’horizon 2015, de nouveaux traceurs devraient faire leur apparition. Orientés « organes », ils devraient induire de nets progrès en termes de diagnostics et de bilans d’extension.

Le Tep Scan est un examen d’imagerie indolore, associant la tomoscintigraphie par émission de positons (TEP) et le scanner. Pratiquée par des spécialistes en médecine nucléaire, la TEP consiste à réaliser l’exploration métabolique d’une lésion tumorale ou à étudier le fonctionnement d’un organe.

« On injecte un produit traceur pour visualiser le métabolisme de la lésion et on superpose à cet examen TEP un examen scanner, pour une approche anatomique, de façon à bien localiser la tumeur », explique le Dr Isabelle Brenot-Rossi.

 

L’IPC a installé son premier tomographe à émission de positons en 2005. Grâce à un nouvel investissement de 1 700 000 Euros, l’Institut dispose aujourd’hui d’un TEP de dernière génération, permettant de détecter des structures tumorales de très petite taille, de l’ordre de 5 mm.

« Nous utilisons le TEP Scan pour de nombreux types de cancers. A l’IPC, le cancer de la prostate, les pathologies gynécologiques et les lymphomes sont particulièrement étudiés », précise le Dr Isabelle Brenot-Rossi.

 

En pratique,  quand prescrit-on un TEP Scan ?

Le TEP Scan est un outil diagnostique. Il peut être utilisé à différentes étapes de la maladie.

  • Lorsque le cancer est déjà confirmé, le TEP Scan permet de réaliser un bilan d’extension pour savoir si la maladie est localisée ou au contraire étendue.
  • Lorsqu’une anomalie a été détectée lors d’un précédent examen ou qu’il existe une forte présomption de cancer, on cherche à préciser la nature de cette anomalie : c’est le cas pour certains nodules pulmonaires.
  • Un TEP Scan peut être prescrit pour la détection d’une éventuelle récidive.

Contrairement à la radiothérapie qui détruit les cellules malades, le produit traceur radioactif injecté pour un TEP Scan laisse toutes les cellules intactes. Mais il permet de visualiser la suractivité qui caractérise les cellules cancéreuses. En pratique, la radioactivité disparaît totalement dans les quelques heures qui suivent l’examen.

Selon le cancer exploré, différents types de produits traceurs sont utilisés. Le plus souvent, il s’agit de fluorodésoxyglucose (FDG) marqué au fluor 18.

Les enjeux des prochaines années

L'arrivée attendue de nouveaux traceurs spécifiques de tumeurs, orientés « organes », pourrait considérablement élargir les indications du TEP. A moyen terme, les évolutions pourraient permettre de combiner l’imagerie métabolique à visée diagnostique (le TEP) et la radiothérapie métabolique à visée thérapeutique, notamment pour les cancers endocriniens et neuroendocriniens.

La prise en charge thérapeutique concerne pour l’instant encore peu de pathologies.

Les patients traités pour certains cancers de la thyroïde reçoivent un traitement adjuvant en complément de la chirurgie. Cela consiste à administrer per os (par voie orale) une gélule d’iode radioactive 131I, émetteur de radiations β, afin de supprimer toute cellule thyroïdienne et toute micro métastase restant dans l’organisme. En effet, l’atome d’iode est exclusivement capté par les cellules thyroïdiennes : les radiations β ont un parcours millimétrique et détruisent donc de façon très sélective les cellules thyroïdiennes. L’irathérapie est un traitement adjuvant standard du cancer de la thyroïde depuis plusieurs décennies.

Dans le cadre de la recherche clinique, d’autres types de traitement avec des traceurs émetteurs de radiations β peuvent être utilisés en médecine nucléaire. Le plus fréquemment utilisé est l'Yttrium 90 (90Y) :

  • Certains patients pris en charge pour une tumeur du foie ont un traitement intra-artériel par radio-embolisation, faisant appel à la fois au savoir faire du radiologue et à celui de la médecine nucléaire. Le principe consiste à injecter par voie intra-artérielle, dans les vaisseaux qui alimentent la tumeur, des petites billes chargées de particules radioactives.
  • Le traitement de certains lymphomes peut être complété par une injection intraveineuse d’anticorps marqués avec 90Y.
  • Le traitement de certaines métastases osseuses ostéocondensantes : plusieurs isotopes radioactifs à tropisme osseux sont disponibles.

Par ailleurs, de plus en plus, le TEP Scan sert également à évaluer l’efficacité d’un traitement. Si le cancer répond à la chimiothérapie, le métabolisme anormalement accru des cellules malades est bloqué, ce que confirment les images obtenues au TEP Scan, avant même que la taille de la tumeur régresse de façon visible au scanner. Inversement, si malgré la chimiothérapie les cellules s’avèrent toujours très actives, cela suggère que le traitement n’est pas efficace. Le TEP Scan devient alors un outil d’aide à la prise de décision thérapeutique.


L’équipe de médecine nucléaire de l’IPC participe à de nombreux protocoles de recherche, notamment sur le cancer de la prostate.

Un programme hospitalier de recherche clinique (PHRC) sur le ganglion sentinelle dans le cancer localisé de la prostate, réalisé en partenariat avec l’hôpital Nord, promoteur, est en cours. Cette étude clinique multicentrique, de phase III, devrait inclure 250 patients sur deux ans, sur Marseille, mais aussi sur Toulouse, Lyon sud, Grenoble et Nantes. L’IPC a été le premier établissement en France, et reste le seul à Marseille, à mettre en œuvre la technique du ganglion sentinelle pour le cancer localisé de la prostate.

Par ailleurs, dans le cadre d’un partenariat avec l’AP-HM, l’équipe évalue une nouvelle technique d’imagerie métabolique qui apparait très prometteuse dans le cancer de la prostate : la TEP à la choline marquée au fluor 18. Ses indications peuvent concerner le diagnostic initial lors de la première prise en charge du patient, l’évaluation de l’efficacité du traitement, mais sont surtout retenues lors de la rechute biologique (élévation du PSA lors du suivi après traitement), permettant ainsi d’orienter le patient vers un traitement de rattrapage. 

L'équipe du service médecine nucléaire

Le service est dirigé par le Dr Isabelle Brenot-Rossi :

  • 3 médecins
  • 3 secrétaires
  • 1 manipulatrice principale
  • 8 manipulateurs - manipulatrices

Chiffres clés

Le parc de matériels

  • 2 appareils de scintigraphie (gammas caméras couplées à un scanner) 
  • 1 TEP (tomographie par émission de positons)

Actes diagnostics

  • 4 500 examens de scintigraphie en 2014
  • 3 800 examens TEP en 2014