Des rayons pour diagnostiquer et soigner : un siècle d’histoire
Les découvertes des rayons X puis de la radioactivité à la fin du XIXe siècle ont permis aux médecins et autres professionnels de santé d’améliorer leurs capacités de diagnostic, et de mettre au point des traitements efficaces contre des maladies graves, le cancer notamment. Retour sur les origines des activités nucléaires à finalité médicale.
Tout commence en 1895. Le physicien allemand Wilhelm Conrad Röntgen découvre les rayons X. Des rayonnements invisibles dont la propriété de traverser la matière a ensuite permis le développement de la radiologie moderne (radiographie, scanner, échographie, IRM…). Mais c’est d’abord au traitement contre le cancer que cette découverte profite. Dès 1896, des médecins ont ainsi donné naissance à la radiothérapie externe, traitement encore couramment utilisé aujourd’hui pour tuer les cellules cancéreuses avec de fortes doses de rayons ionisants.
Au même moment, Henri Becquerel découvre la radioactivité naturelle de l’uranium avant que Marie et Pierre Curie identifient celle du thorium, du polonium et du radium. En 1901, Henri Becquerel et Pierre Curie mettent en avant les actions de ce radioélément sur la peau, ouvrant alors la voie à son utilisation pour guérir des infections dermatologiques mais aussi des cancers. Rapidement, les médecins et chercheurs ont observé que le radium émettait des rayonnements de plus haute énergie que les rayons X, et permettait donc de cibler des tumeurs plus profondes. D’abord contenu dans des petits sachets en plastique et directement mis au contact de la peau pour soigner lésions et tumeurs, le radium est ensuite conditionné dans des petits tubes ou dans des aiguilles placées au contact ou implantées directement dans les tumeurs. Nous sommes en 1920 : on appelle ce procédé la curiethérapie.
La découverte de la radioactivité artificielle : un tournant majeur
Le radium est un élément rare et cher. Aussi le développement de la radioactivité artificielle par Irène et Frédéric Joliot-Curie, en 1934, marque-t-elle un nouveau tournant. Petit à petit, différents radioéléments comme le césium 137, le phosphore 32, l’iridium 192 ou l’iode 125 sont produits pour créer des traitements moins onéreux et surtout plus ciblés et efficaces.
De plus, ce développement signe le début de grands progrès pour le diagnostic de cancers, de maladies cardiaques ou thyroïdiennes. Grâce aux rayons (alpha, bêta, ou gamma) qu’émettent certains de ces atomes (on parle d’isotopes radioactifs) durant leur rapide désintégration radioactive, on peut en effet les tracer dans le corps et en faire de puissants outils de diagnostic. C’est ainsi qu’est née l’imagerie fonctionnelle.
Dès 1937, dans une série d’articles, le professeur américain en physique médicale Joseph Gilbert Hamilton a détaillé les premiers essais médicaux utilisant du sodium radioactif comme traceur pour détecter les troubles thyroïdiens, puis ceux d’autres isotopes radioactifs comme le potassium et l’iode. Ce dernier s’est avéré très efficace pour détecter les maladies de la thyroïde mais aussi les traiter par radiothérapie in vivo (dans l’organisme vivant).
Par la suite, la découverte du technétium faite par Emilio Segré en 1937 contribua également à l’important développement de l’imagerie fonctionnelle. Il est aujourd’hui l’un des isotopes les plus utilisés en imagerie fonctionnelle car il n’émet que des rayons gamma, lesquels sont aisément détectables tout en irradiant faiblement le corps.
Efficacité et risques : le rôle central des technologies
Néanmoins, pour détecter et analyser les rayons émis sur une zone donnée, il a fallu mettre au point des appareils spécifiques. Assez rudimentaires et lourds, les premiers systèmes utilisés dans les années 1940 ont laissé place, à partir de 1956, à l’invention du physicien américain Hal Anger : une caméra dotée d’un cristal scintillant permettant de transformer les photons gamma issus du corps en lumière. C’est la raison pour laquelle aujourd’hui on parle de scintigraphie.
Puis au cours des années 1960 et 1970, l’imagerie fonctionnelle comme la radiologie ont progressé grâce à des techniques nouvelles, comme l’invention du scanner en 1970 par l’ingénieur anglais Geoffrey Hounsfield, qui utilise des rayons X produits à partir de générateurs électriques.
Du côté des traitements par rayonnement, là encore les chercheurs ont continué de progresser pour mieux irradier les tumeurs tout en limitant l’atteinte des tissus sains. Aux radiothérapies à base de rayons X ou de radium succèdent, en 1955, les sources au cobalt, dont les rayons plus puissants pénètrent mieux les tissus. Une invention qui, à son tour, a laissé place à une technologie plus performante à la fin des années 1960 : l’accélérateur de particules.
Ainsi, les recherches scientifiques associées aux rayonnements et à la radioactivité ont-elles toujours été en lien avec les progrès de la médecine. Avec une attention historique et continue pour réduire les impacts négatifs d’exposition, la médecine nucléaire au sens large a contribué et contribue à l’amélioration des diagnostics, ainsi qu’au traitement, voire à la guérison, de nombreux cancers et maladies.
