Développement Radiopharmaceutique de l'Imagerie TEP

L'imagerie TEP était initiallement fondée sur l'utilisation du $^{15}O$ noté $O_2$, du $CO$ et du $CO_2$ essentiellement parce que le cyclotron Allis Chalmers utilisé au MGH et à l'Université de Washington était une machine à deutérons et qu'elle était employée pour produire du $^{15}O$. Des cyclotrons plus puissants étaient disponibles dans des laboratoires gouvernementaux tel celui de Brookhaven mais ce ne fut pas avant le milieu des années 70 que de tels cyclotrons devinrent disponibles auprès d'organisations biomédicales et que l'ensemble des isotopes (incluant $^{11}C$, $^{13}N$,$^{15}O$ et $^{18}F$) devint accessible à un plus grand public.

MM. Ter-Pogossian et Powers ont démontré que de l'eau marquée au $^{15}O$ pouvait être utilisée pour mesurer la circulation du sang dans le cerveau et dans d'autres organes, bien avant que les méthodes de TEP ne soient développées (Ter-Pogossian et Powers 1958 [48] et Ter-Pogossian et al 1970 [49]). Il doit être mentionné qu'avec le décès de Michael Ter-Pogossian, ce domaine a perdu un scientifique doté de capacités et d'une intégrité exceptionnelles.

L'oxygène-15 était et reste un marqueur très utile dans les analyses de TEP, et il devint amplement utilisé au MGH dans des analyses de la circulation du sang dans le cerveau et dans d'autres organes (Ahluwalia et al 1973 [1], Brownell et al 1976 [14]). L'application du $CO_2$ marqué pour obtenir des images d'équilibre de la circulation du sang fut entreprise avec succès dans l'imagerie cérébrale et cardiaque auprès d'animaux et d'êtres humains (Boucher et al 1976 [3]). L'utilisation de $O_2$ marqué, ainsi que de $CO_2$, fournit la base de méthodes pour évaluer la concentration d'oxygène par régions dans le métabolisme. Le $CO$ marqué au $^{15}O$ fournit une méthode pour mesurer le volume de sang, par régions également (Brownell and Cochavi 1978 [15]). Des modèles furent développés afin d'obtenir des évaluations régionales quantitatives de ces importants paramètres (Subramanyam et al 1978 [46]). Les méthodes de mesure de la circulation et du volume du sang sont devenues des techniques cliniques et de recherche très utiles. En utilisant ces techniques, des anormalités dans le cerveau et dans d'autres organes purent être visualisées. De plus, des changements dans la circulation du sang dans certaines régions du cerveau résultant de stimuli visuels et autres purent être observés (Raichle et al 1973 [42]). Plus récemment, l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) s'est montrée capable d'observer la circulation et le volume du sang ainsi que le métabolisme cérébral.

Il est intéressant qu'un des facteurs responsables de l'approbation de l'imagerie par positrons fut le développement des produits radiopharmaceutiques. Plus particulièrement, le développement du 2-fluoro-2-déoxy-D-glucose (2FDG) marqué au $^{18}F$ par le groupe Brookhaven sous la direction d'Al Wolf et de Joanna Fowler fut un facteur majeur dans l'expansion des domaines d'applications de l'imagerie TEP [37]. La demi-vie du $^{18}F$ était presqu'optimale pour l'imagerie par positrons, et il fut immédiatement évident que le 2FDG pouvait donner des valeurs précises du métabolisme énergétique du cerveau, du coeur ainsi que d'autres organes (Reivich et al 1979 [43]). Michael Phelps étendit l'application du 2FDG [41] en se basant sur les études autoradiographiques de Sokoloff qui utililsaient le déoxyglucose marqué au $^{14}C$ (Sokoloff et al 1977 [45]). Des progrès dans les produits radiopharmaceutiques reliés au TEP sont basés sur les travaux innovateurs d'Henry Wagner sur l'imagerie avec récepteurs [51].