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Dosimétrie des isotopes émetteurs ß+ pour l'optimisation des méthodes de suivi cellulaire in vivo par imagerie TEP

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Laboratoire d'accueil : ​​​Laboratoire d'évaluation de la dose interne (LEDI)

Date de début de thèse : octobre 2016

Nom de la doctorante : Manon JACQUEMIN


Descriptif du sujet

L'imagerie par tomographie d'émission de positons (TEP) pourrait être une modalité prometteuse pour suivre le traffic de cellules de sang radiomarquées in vivo en diagnostic clinique ou dans le cadre d'une thérapie cellulaire.

Toutefois, cette technique présente des limites liées au radiomarquage des cellules telles que l'instabilité des marquages et surtout le risque de perte de fonctionnalité des cellules. Ces importants écueils conduisent aujourd'hui à s'intéresser à l'évaluation de la dosimétrie à l'échelle cellulaire des radioisotopes utilisés en imagerie TEP, nécessaire si l'on souhaite ensuite améliorer le suivi du trafic cellulaire.

Un travail préliminaire a consisté à réaliser une étude dosimétrique à l'échelle cellulaire et subcellulaire à l'aide de simulations Monte-Carlo, à partir d'un modèle de géométrie simple, pour 3 radioisotopes utilisés en imagerie TEP : F-18, Cu-64, Ga-68 en comparaison à 2 radioisotopes utilisés classiquement en SPECT (tomographie par émission monophotonique) : le Tc-99m et l'In-111.

Le calcul de facteurs S (dose absorbée par unité d'activité cumulée) a été réalisé en utilisant le code Monte-Carlo MCNPX. Une répartition uniforme des radioisotopes : Tc-99m, In-111, F-18 et Ga-68 dans le cytoplasme et du Cu-64 dans le noyau a été considérée.

Dans un premier temps, une validation des calculs dosimétriques avec le code MCNPX a été réalisée par comparaison des facteurs S calculés avec les valeurs du MIRD et celles publiées dans la littérature. Dans un second temps, les facteurs S calculés pour les candidats radioisotopes étudiés ont été comparés afin de déterminer le moins toxique.

Les résultats des calculs Monte-Carlo pour 2 radionucléides : Tc-99m, In-111 ont montré que la différence relative était respectivement de 7 % et -10,2 % par rapport aux valeurs du MIRD et de 4,1 % et 0,7 % en moyenne par rapport à la littérature.

Dans le cas d'une cellule isolée et pour les 5 radioisotopes : Tc-99m, In-111, F-18, Cu-64 et Ga-68, les résu1tats ont montré que le Tc-99m présentait les valeurs de facteur S les plus faibles tandis que le Cu-64 présente les valeurs de facteurs S les plus élevées. Les résultats des calculs ont révélé que le Ga-68 serait le moins radiotoxique des candidats radioisotopes potentiellement utilisables en TEP et étudiés ici.

Le bon accord constaté entre les calculs de facteurs S, les valeurs du MIRD et la littérature a permis de valider le code MCNPX pour le modèle sphérique utilisé. Les premiers résultats suggèrent que le Ga-68 pourrait être un radioisotope de choix pour l'imagerie cellulaire in vivo en phase précoce.