Radioisotopes : des particules fines dotées d'une force énorme

Des milliers d'hôpitaux dans le monde utilisent des isotopes radioactifs, aussi appelés radio-isotopes ou traceurs radioactifs, pour le diagnostic et le traitement de nombreuses maladies. Parmi ceux-ci, un hôpital spécialisé en médecine nucléaire sur trois s'appuie sur la production belge.

La production des isotopes

Les radio-isotopes sont obtenus en irradiant des noyaux avec des neutrons dans un réacteur de recherche (ou un réacteur nucléaire), ou avec des protons dans un accélérateur de particules ou cyclotron.

Dans les réacteurs de recherche, les radio-isotopes sont produits en grande quantité à partir d'uranium enrichi. Il en résulte des produits de fission dont la durée de vie est plus longue. Les cyclotrons n'ont pas la même capacité de production et produisent des radio-isotopes ayant une durée de vie plus courte. De nombreux hôpitaux disposent déjà de cyclotrons, mais leur capacité de production est actuellement insuffisante.

Le technetium-99 (Tc-99) est le radio-isotope le plus utilisé dans le monde. Cet isotope est obtenu dans un réacteur de recherche à partir du molybdène 99 et est produit en Belgique par le SCK-CEN et l’IRE. La Belgique fournit ainsi 25 % du monde et presque toute l'Europe en isotopes pour la médecine nucléaire. Par ailleurs, 6 millions de projets de recherche sont menés chaque année dans le monde à l'aide de radio-isotopes produits par l'IRE.

La proton-thérapie, est une autre thérapie répandue utilisant également des radio-isotopes. IBA, à Louvain-la-Neuve, est le leader mondial dans ce domaine et est également spécialisé dans les accélérateurs de particules.

Le transport

La radioactivité des radio-isotopes diminue très rapidement. L'intervalle pendant lequel la moitié d'entre eux disparaît s'appelle la demi-vie. Cela peut varier de quelques heures à plusieurs jours. Pour le molybdène 99 par exemple, la demi-vie est de 66 heures alors que le technétium 99 a perdu la moitié de sa radioactivité après seulement 6 heures.

Ainsi, pour préserver toutes les propriétés des radioisotopes médicaux (pour le diagnostic et le traitement), il est impératif qu'ils soient acheminés vers l'utilisateur le plus rapidement possible. L'entreprise belge Isotopes Services International (ISI), spécialisée dans le transport de radio-isotopes et de produits radiopharmaceutiques, est l'un des leaders du marché dans ce domaine.

La Belgique est le deuxième producteur mondial de radio-isotopes. C'est une position que notre pays souhaite maintenir à l'avenir grâce au projet MYRRRHA, une infrastructure de recherche avancée dont la technologie sera opérationnelle dans 10 ans.

Le transport des isotopes médicaux : une véritable course contre la montre

La production et le transport de ces radio-isotopes nécessitent de nombreuses démarches, de préférence le plus rapidement possible. Afin de pouvoir aider les patients, une course contre la montre s'engage...

Étape n°1 : activer la cible

Les cibles uranifères sont acheminées par transport sécurisé jusqu'au SCK-CEN à Mol. Là-bas, le matériau est irradié dans le BR2 pour produire différents types d'isotopes. Au cours de ce processus d'irradiation étalé sur cinq jours, des matières radioactives sont produites à partir desquelles du molybdène 99 et d'autres isotopes peuvent ensuite être extraits.

Étape 2 : transport des cibles vers des entreprises pharmaceutiques spécialisées

La prochaine étape consiste au transport de ces isotopes. Après le processus d'irradiation, les cibles d'uranium quittent le SCK-CEN en route vers leur prochaine destination : les sociétés pharmaceutiques, qui transforment ces cibles en radio-isotopes médicaux. La vitesse est cruciale. Après tout, la radioactivité, et donc l'efficacité, des radio-isotopes diminue très rapidement. L'intervalle pendant lequel la moitié d'entre eux disparaît s'appelle la demi-vie. Il peut s'agir de quelques jours ou, dans ce cas précis, de quelques heures.

Étape n°3 : de la cible au radio-isotope

Dès que les cibles uranifères arrivent à destination, elles sont dissoutes chimiquement afin d'extraire les radio-isotopes médicaux. Dans le monde entier, il n'existe que quelques installations spécialisées où cela est possible : l'Institut national des radioéléments (IRE) à Fleurus en Belgique; Mallinckrodt Pharmaceuticals à Dublin en Irlande ; GE Healthcare à Eindhoven aux Pays-Bas; NTP à Pretoria en Afrique du Sud et ANSTO à Lucas Heights en Australie.

Les radio-isotopes produits par l'IRE permettent à eux seuls de réaliser 6 millions d'études dans le monde, dont environ la moitié en Europe..

Étape n°4 : nouveau transport

Lorsque le processus de production des radio-isotopes est terminé, ces derniers sont placés dans un générateur pour les protéger pendant leur transport à l'hôpital. De plus, ils peuvent de cette manière être utilisés plus rapidement et plus facilement une fois arrivés sur place. Dans le générateur, les radio-isotopes perdent 1 % d'efficacité par heure, soit 25 % par jour : être rapide est donc impératif.

Le transport s'effectue sur la route ou dans les airs, et sur des distances parfois très longues (jusqu'en Amérique même). A l'aéroport, l'avion est prêt à charger les colis radioactifs. Pendant que l'avion est en route, le patient est transporté à l'hôpital. Dès que l'avion arrive à destination, les colis sont rapidement transférés vers l'hôpital dans un véhicule qui attend à l'aéroport...

Étape n°5 : l'administration au patient

Lorsque le produit arrive à l'hôpital, le patient est prêt pour son injection. Après l'opération, le suivi du patient continue. Après quelques heures ou quelques jours, la radiotoxicité disparaît complètement.

La Belgique, leader du marché de la production de radio-isotopes

Environ 90 % des matières radioactives transportées d'un point A à un point B en Belgique proviennent du secteur médical. Les 10 % restants concernent des substances radioactives destinées à la recherche, aux applications industrielles et à l'énergie nucléaire. L'utilisation de matières radioactives nécessite un transport national et international. Chaque année, des entreprises spécialisées transportent environ 400 000 colis de substances radioactives en Belgique. Cela correspond à environ 40 000 transports et à une moyenne de plus de 100 colis par jour calendrier.

Quelque 350 000 colis, représentant 35 000 transports, sont destinés au monde médical. La Belgique est l'un des leaders mondiaux dans la production de radio-isotopes pour la médecine nucléaire. Ces substances doivent être distribuées dans notre pays et dans le reste du monde. Ce transport s'effectue par route et par avion, principalement via les aéroports de Bruxelles National et de Liège Airport. La moitié d'entre eux représente des cargaisons en transit. Les applications industrielles représentent environ 30 000 colis par an, soit 3 000 transports. Pour l'exploitation des centrales nucléaires belges et étrangères et pour les activités liées au cycle du combustible nucléaire, on compte environ 20 000 colis, soit 2 000 transports par an. Plus de la moitié sont des transports de transit et passent par le port d'Anvers.

La Belgique, un maillon indispensable

La Belgique fait partie des leaders mondiaux absolus dans le domaine de la médecine nucléaire. Le nombre de patients et d'applications des isotopes médicaux est en augmentation, et cette tendance devrait se poursuivre à l'avenir. Une pénurie de radio-isotopes a déjà frappé le monde médical par le passé, et le risque d'une telle pénurie mondiale aiguë s'accroît. En outre, le nombre de réacteurs de recherche capables de produire des radioisotopes tels que le molybdène 99 se compte sur les deux mains.

Forte de son expertise, la Belgique a décidé de lancer MYRRHA, une nouvelle infrastructure de recherche multifonctionnelle au SCK-CEN de Mol. Dans quelques années, MYRRHA sera un maillon indispensable dans la production de radio-isotopes médicaux et prendra progressivement le relais du réacteur de recherche BR2, qui assure aujourd'hui en moyenne 25% (jusqu'à 65% en période de pointe) de la production mondiale de M-99, le radio-isotope le plus utilisé à des fins médicales.