Cancérothérapie

L’année 1951 a été importante à la fois pour la lutte contre le cancer et l’émergence du Canada comme chef de file de la médecine nucléaire. On avait auparavant recours au rayonnement ionisant émis par le radium et les rayons X  pour traiter le cancer dans l’organisme. La radiothérapie consiste à s’attaquer au matériau génétique des cellules (ADN). Grâce à un faisceau de photons, d’électrons ou de neutrons, il est possible de freiner la croissance des cellules cancéreuses en ionisant directement ou indirectement l’ADN. La cellule contenant l’ADN endommagé meurt au cours de la division cellulaire. Il s’agit d’un traitement utile, car certaines cellules cancéreuses sont plus sensibles au rayonnement que les cellules normales.

Les scientifiques ont mis à l’essai des sources de rayonnement ionisant appelées « bombes au radium » pour la téléthérapie, mais le rayonnement  émis par le radium était trop faible pour être efficace. On parlait de « bombe », parce que l’imposant blindage en métal lourd autour de la source faisait penser à une bombe. Des appareils de rayonnement haute tension comme les appareils de radiographie pouvaient donner de bons résultats. Toutefois, non seulement ils coûtaient cher et étaient encombrants, mais aussi seuls quelques centres anticancéreux possédant les compétences techniques requises pour en assurer le fonctionnement et l’entretien pouvaient les utiliser. Des scientifiques du monde entier ont travaillé sur l’utilisation éventuelle du cobalt 60 comme source de rayonnement pour traiter le cancer à l’intérieur de l’organisme, mais ce sont des scientifiques canadiens qui en ont fait une véritable technique de traitement.

Le cobalt 60 est un radio-isotope du cobalt 59 : il émet des particules bêta et possède une demi-vie de 5,27 ans. Il se transforme en nickel 59, qui est un isotope stable. Des rayons gamma sont libérés au cours de la désintégration bêta du cobalt 60.

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Appareil de cancérothérapie.

Le réacteur NRX de Chalk River, en Ontario, a été conçu pour produire des radio-isotopes. En 1949, Harold Johns de l’Université de la Saskatchewan a écrit à Wilfrid Bennett Lewis, directeur de la Division de l’énergie atomique du Conseil national de recherches du Canada (maintenant Laboratoires Nucléaires Canadiens) à Chalk River, pour demander que le cobalt 60 produit par le réacteur NRX soit utilisé pour construire le prototype d’un appareil de radiothérapie. Peu après, deux équipes de physiciens, de médecins et d’ingénieurs travaillant respectivement à Saskatoon, en Saskatchewan, et à London, en Ontario, ont mis au point deux appareils au cobalt 60 différents. L’un a été construit sous la direction de Harold Johns à l’Université de la Saskatchewan, dans la nouvelle aile d’oncologie adjacente à l’école de médecine. C’est là que Johns et son équipe ont recueilli les données sur la dose en profondeur (quantité de rayonnement ionisant à appliquer au cours d’un traitement), qui est par la suite devenue la norme à l’échelle mondiale. Le deuxième appareil a été développé par des chercheurs de l’Université de Western Ontario et construit par Eldorado Mining and Refining Ltd. (qui a été intégrée par la suite à Énergie atomique du Canada limitée). Le 23 octobre 1951, cet appareil a été installé à l’hôpital Victoria de London. À peine quatre jours plus tard, soit le 27 octobre, on y a donné le tout premier traitement au cobalt 60 du monde, qui a été largement médiatisé. Douze jours plus tard, c’est-à-dire le 8 novembre 1951, le premier patient a été traité à la Saskatchewan Cancer Commission, établie à Saskatoon. Le taux de guérison du cancer du col utérin est passé de 25 à 75 % grâce à la bombe au cobalt.

La tête des appareils de radiothérapie au cobalt 60 contient un petit cylindre de ce radio-isotope. Le patient est étendu sur la table et un faisceau de rayons gamma traverse une série de collimateurs et de mors qui façonnent le faisceau dirigé vers les cellules cancéreuses. Comme le faisceau détruira aussi des cellules saines, il faut calculer avec précision la cible du faisceau et la dose de rayonnement. En outre, on doit faire pivoter la tête de l’appareil à différents angles pour attaquer la tumeur de tous les côtés sans surexposer le tissu sain.

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Production de cobalt 60.

En raison de son efficacité et de sa conception simple, l’appareil de radiothérapie au cobalt 60 est demeuré pendant plus de 50 ans l’un des nombreux outils utilisés par les médecins pour traiter le cancer. En Amérique du Nord, nombre de ces appareils ont été remplacés par une technologie plus nouvelle, appelée « radiothérapie à intensité modulée », qui utilise des accélérateurs d’électrons haute énergie directement pour donner le traitement ou pour produire des rayons X. Toutefois, l’appareil au cobalt 60 demeure un bon choix dans bien des pays en raison de son bon rapport coût-efficacité.

On produit le cobalt 60 en plaçant des tiges de cobalt 59 à l’intérieur d’un réacteur pendant cinq à dix ans pour ensuite les traiter au moyen d’un appareil spécial. Dans la photo ci-contre, un technicien vérifie le cobalt 60 immergé dans la piscine de refroidissement du réacteur. La lueur bleue est due à l’« effet Čerenkov », phénomène qui se produit lorsque des particules chargées se déplacent dans l’eau à une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière du milieu.

Le Canada a été pendant de nombreuses années le seul pays capable de produire du cobalt 60. Il répond encore aujourd’hui à plus de 80 % de la demande mondiale. En outre, au-delà de la moitié des appareils de radiothérapie au cobalt 60 et des stérilisateurs médicaux dans le monde ont été construits au Canada et ils traitent plus d’un demi-million de patients chaque année.

Sources :

Sandeep Kaur Dhanesar. Conformal Radiation Therapy with Cobalt-60 Tomotherapy, Université Queen’s, Kingston (Ontario), avril 2008.
Paul Litt. Isotopes and Innovation – MDS Nordion’s first 50 Years, McGill-Queen’s University Press pour MDS Nordion, 2000.
Wilfrid Bennett Lewis – L’Encyclopédie canadienne, http://www.thecanadianencyclopedia.com/index.cfm?PgNm=TCE&Params=F1ARTF0004664.
Université de la Saskatchewan. The Commemoration of the Development of the Cobalt-60, http://www.usask.ca/research/news/read.php?id=365.
Présentation de Doug Boreham, Université McMaster, au Colloque annuel 2008 de l’ANC.
Harold Elford Johns, Musée des sciences et de la technologie du Canada, http://www.sciencetech.technomuses.ca/francais/about/hallfame/u_i25_f.cfm.
Whitlock, Jeremy. What is Canada’s role in nuclear medicine and isotope production?, http://www.nuclearfaq.ca/cnf_sectionI.htm#m.
Université de la Saskatchewan (1er décembre 2000). Former U of S « Cobalt-60 » physicist inducted into Canadian Science and Engineering Hall of Fame, http://announcements.usask.ca/news/archive/2000/12/former_u_of_s_c.html.