Henri Becquerel                L’Origine de la Médecine Nucléaire

 

La médecine nucléaire a connu un essor fulgurant ces dernières décennies. On s’en doute bien, cette technique d’imagerie n’a pas toujours été comme on la connaît aujourd’hui, puisque ses origines remontent à plus d’un siècle!

C’est en effet en mars 1896 qu’Henri Becquerel a, par hasard, découvert la radioactivité. Le dimanche 1er mars 1896, Henri Becquerel développa des plaques photographiques sur lesquelles il avait auparavant mis une couche de cristaux de sel d’uranium et potassium. A sa grande surprise, l’émulsion était noircie à l’emplacement des cristaux, et ce, même si la préparation était restée dans le noir pendant plusieurs jours. Cette image ne provenant pas de la phosphorescence induite aux cristaux par le soleil, résultait donc de l’exposition de la plaque photographique aux radiations émises spontanément par les cristaux. (Nous savons maintenant que ces rayonnements étaient des particules Bêta). Dans les heures qui ont suivies, les expériences de M. Becquerel ont clairement démontré que ces radiations émises par les cristaux ne passaient pas seulement au travers du papier noir, mais aussi des languettes d’aluminium et de cuivre.

La connaissance d’une nouvelle et inattendue propriété atomique de la matière constituait la découverte de la radioactivité! M. Becquerel a, d’ailleurs, partagé en 1903 le prix Nobel de physique avec Pierre et Marie Curie. Ce prix leur a été décerné en reconnaissance des services extraordinaires qu’ils ont rendu par la découverte de la radioactivité spontanée.

La découverte de M. Becquerel en 1899 que la radiation induisait la luminescence dans le diamant, le sulfure de zinc et d’autres substances a initié un enchaînement d’événements menant à l’évolution des détecteurs à scintillation modernes. Dans ce respect, ses découvertes ont été le début de nos méthodes actuelles d’études in-vivo de taux d’accumulation, de flot dynamique et de distribution de radiotraceurs Gamma dans nos patients, autant que l’utilisation de détecteur à scintillation pour essais in-vitro.

La médecine nucléaire, telle qu’on la connaît aujourd’hui, a pris naissance en Amérique du Nord il y a un peu plus de 60 ans. Le ¨Berkeley Lab¨ de Californie est reconnu comme le berceau de l’invention dans ce domaine. Ce laboratoire a eu un rôle prédominant en médecine nucléaire. Les chercheurs de Berkeley Lab ont en effet fourni aux physiciens de nouveaux moyens plus effectifs de traiter les maladies. De plus, ils ont développés des traitements pour des maladies qui étaient encore intraitables.

Ernest Lawrence, l’inventeur du cyclotron, a reconnu les possibilités pour la médecine et a persuadé son frère John de le rejoindre au Laboratoire. C’est ce qu’il a fait en 1936. Traitant un patient atteint de leucémie, il lui administre un isotope radioactif de phosphate. C’était la première fois qu’un radioisotope était utilisé dans le traitement d’une maladie humaine et le début d’une longue carrière pour John Lawrence. Il a été ainsi connu comme le père de la médecine nucléaire et son laboratoire est considéré comme le berceau de ce champ d’application.

En 1937, Joseph Hamilton a été le premier à utiliser ces radiotraceurs pour étudier la physiologie de la circulation. Utilisant du sodium radioactif, M. Hamilton étudie la vitesse avec laquelle ce que l’on mange entre et traverse le corps humain. M. Hamilton a ensuite réalisé que des radioisotopes à courte demi-vie (une propriété qui permet de les utiliser sans effet secondaire médical) étaient nécessaires. Il a alors fait appel au Laboratoire de Glenn Seaborg. M.Seaborg et Jack Livingood ont bombardé du tellurium avec des deutérons dans un cyclotron de 37po., créant l’I131 avec une demi-vie de 8 jours.

L’I131 a été le début d’un rôle continu du Laboratoire dans la découverte et l’utilisation des radioisotopes. En 1938, le technicium-99m, qui demeure encore aujourd’hui l’isotope le plus utilisé dans le monde médical, a été découvert par Emilio Segre. D’autres isotopes important pour lesquels le Laboratoire a joué un rôle majeur dans leur découverte et leur application incluent le tritium, le C-14, le fluor-18 et le thallium-201.

Plusieurs progrès ont été enregistrés à ce laboratoire durant cette ère de la médecine nucléaire. Des gens souffrant de polycythémie, une maladie rare caractérisée par un nombre anormalement élevé de globules rouges, étaient traités avec des doses de radiopharmaceutiques. C’était la première maladie à être contrôlée par des radioisotopes. En 1940, un traitement pionnier a débuté pour traiter la leucémie. Ca a aussi été l’année où l’hyperthyroïdie a été diagnostiquée pour la première fois et traitée en utilisant l’I131 de Seaborg et Livingood.

En 1950, Hal Anger a réalisé des études sur l’imagerie médicale. De 1952 à 1958, il a graduellement développé la caméra à scintillation, aussi connue sous le nom de caméra Anger, qui a permis aux médecins de détecter des tumeurs et de porter des diagnostiques médicaux à l’aide de rayons gamma émis par les isotopes radioactifs. Développé il y a donc près de 50 ans par M. Anger, ces techniques demeurent encore aujourd’hui les moyens les plus utilisés en médecine nucléaire.

Avec le temps, les caméras à scintillation Anger évolué en systèmes d’imagerie modernes comme le TEP (tomographie à émission de positrons) et le SPECT (single photo-emission computed tomography). La contribution de M. Anger et ses collègues inclue également le scanner pancorporel à multi-cristaux (1970), la tomographie cardiaque synchronisée (1974), les études dynamiques, le TEP cardiaque (1978). Aujourd’hui il y a plus de 160 caméras TEP en fonction dans des hôpitaux, des centres médicaux ou de recherche à travers le monde. L’appareil de type TEP ayant la plus haute résolution au monde (2.6 mm) a été construite par des collègues de M. Budinger du Laboratoire Berkeley.

C’est dans les années 1960 que les chercheurs ont utilisé la caméra à positrons Anger pour diagnostiquer des tumeurs osseuses. En 1972, Yukio Yano a développé un système Tc99m-phosphate pour imager des os. En 1996, M. Budinger et ses collègues concentraient leurs efforts pour élaborer une caméra TEP à 3 dimensions, avec une résolution de 2 mm.

Comme le programme de médecine nucléaire qui a débuté avec John Lawrence, avec le temps, la persistance et la vision ont rapporté beaucoup au plan historique.

D’après les articles:

  - Becquerel’s Discovery of Radioactivity in 1896, William G. Myers, JNM17, 1976

  - From Radioisotopes to Medical Imaging, History of Nuclear Medicine Written at Berckeley, Jeffery Kahn, Sept.9 1996