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RÉSUMÉ
La radioactivité offre la possibilité de suivre des molécules présentes en très faible concentration depuis leur lieu de production jusqu’à celui de leur action, d’isoler les récepteurs et d’étudier la transmission du message à l’intérieur des cellules. Ainsi le radiomarquage d'une molécule a deux applications principales en biologie : la radio-immunoanalyse ou l’autoradiographie. Cet article présente les différentes étapes que doit suivre un biologiste pour réaliser ce radiomarquage.
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Lire l’articleAuteur(s)
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François BOURREL : Docteur en pharmacie - Diplômé de l’Institut national des sciences et techniques nucléaires - du Commissariat à l’énergie atomique (INSTN-CEA) - Attaché des Hôpitaux de Toulouse
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Philippe COURRIÈRE : Professeur de biophysique, UFR de pharmacie, Toulouse - Biologiste des centres de lutte contre le cancer
INTRODUCTION
Le développement de la biologie au cours du XXe siècle a très largement reposé sur l’exploitation des propriétés du noyau atomique et des rayonnements. Les différents isotopes d’un atome possèdent la même structure électronique, et par conséquent les mêmes propriétés chimiques et donc biologiques. De plus, les atomes radioactifs peuvent être détectés, localisés et même dosés à distance par le rayonnement qu’ils émettent.
Dès 1944, Frédéric Joliot, Robert Courrier, Alain Horeau et Pierre Sue réalisaient au Collège de France la première synthèse d’une hormone marquée par un radioélément artificiel, la thyroxine marquée par de l’iode 131.
Seule la radioactivité artificielle a donné la possibilité de suivre ces molécules présentes en très faible concentration depuis leur lieu de production jusqu’à celui de leur action, d’isoler les récepteurs et d’étudier la transmission du message à l’intérieur des cellules.
L’invention du cyclotron et la découverte de la radioactivité artificielle ont alors permis d’étendre considérablement les possibilités de marquage de molécules organiques par d’autres radio-isotopes (iode 125, tritium, carbone 14, soufre 35, phosphore 32...).
Les auteurs ont rassemblé dans cet article les différentes étapes que doit suivre un biologiste désireux de réaliser le radiomarquage d’une molécule destinée à deux applications : la radio-immunoanalyse ou l’autoradiographie.
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Radionucléides utilisés en biologie médicale et obtention des molécules marquées1. Définitions. Rayonnements. Radioprotection
1.1 Activité d’une source radioactive
Un échantillon radioactif se caractérise par son activité (A) qui est le nombre de désintégrations par unité de temps.
L’unité d’activité est le becquerel, de symbole Bq : 1 Bq = 1 désintégration par seconde.
L’ancienne unité de mesure de la radioactivité est le curie (Ci) :
La radioactivité d’une source décroît de manière exponentielle selon un facteur propre à chaque radioélément, la constante radioactive λ :
avec :
- N :
- nombre de noyaux instables.
1.2 Période radioactive
L’activité d’un échantillon radioactif diminue avec le temps du fait de la disparition progressive des noyaux instables qu’il contient. La désintégration radioactive d’un noyau donné est un phénomène aléatoire.
On peut cependant donner pour chaque isotope radioactif une période radioactive ou demi-vie qui est le temps au bout duquel la moitié des noyaux radioactifs initialement présents a disparu par transformation spontanée :
La constante radioactive et la période radioactive sont spécifiques à chaque radio-isotope et varient dans des gammes de valeurs très vastes, de la fraction de seconde à plusieurs milliards d’années.
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