LA SCINTIGRAPHIE CEREBRALE INTRODUCTION

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LA SCINTIGRAPHIE CEREBRALE
INTRODUCTION
- Scintigraphie cérébrale : procédure d'imagerie diagnostique qui étudie la distribution
d'un traceur radioactif au niveau du cerveau.
- Tomoscintigraphie cérébrale, tomographie par émission de simple photon, TEMP,
SPECT (Single photo emission computed tomography) des anglo-saxons :
enregistrement tomographique qui permet d'étudier la distribution tridimensionnelle
d’un radiotraceur émetteur de rayon gamma et qui permet d’explorer les aspects
circulatoires et métaboliques du fonctionnement du cerveau.
ASPECTS TECHNIQUES DE LA TEMP CEREBRALE
I- RADIOPHARMACEUTIQUES
On peut distinguer trois catégories de radio traceurs utilisés en matière de scintigraphie
cérébrale :
* les marqueurs de perfusion cérébrale, auxquels il faut ajouter les traceurs de
volume sanguin cérébral ;
* les marqueurs du métabolisme énergétique cérébral, auxquels peuvent se
rattacher les marqueurs de tumeurs cérébrales ;
* et les radioligands permettant d’étudier le système dopaminergique.
Le choix entre les traceurs dépend de la nature des problèmes cliniques abordés.
1- Les marqueurs de perfusion cérébrale
Les caractèrestiques biologiques d’un traceur idéal :
- une extraction maximale au premier passage,
- une captation cellulaire dépendante du flux sanguin,
- et une absence de redistribution.
Les conditions à respecter sont donc la lipophilie, l’existence d’un faible poids
moléculaire et une neutralité électrique.

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En pratique le traceur devra également être disponible, peu onéreux, marqué avec des
isotopes adéquats sur le plan de l’énergie et par rapport à l’irradiation du patient.
Les principaux traceurs de perfusion :
1-1 le xénon 133 : il s’agit d’un gaz inerte, non métabolisé, librement diffusible. Sa
période physique est de 5.3 jours. C’est un émetteur de photon gamma de 81 Kev
d’énergie, mais également de rayonnement bêta. Administré par inhalation ou par
injection intraveineuse, le 133Xe reste le seul traceur qui conduit automatiquement à
l’expression du débit sanguin cérébral en terme physiologique : ml/mn.100g, sans
prélèvement artériel et sans modèle mathématique compliqué.
A comme inconvénients principaux, la faiblesse de son énergie d’émission 81 kev et
l’irradiation du sujet, compte tenu de l’émission d’électrons.
1-2 - les traceurs lipophiles
Ces marqueurs sont des molécules lipophiliques instables qui franchissent librement
la barrière hématoencéphalique, se distribuent dans le tissu cérébral en fonction de la
perfusion sanguine locale et se convertissent ensuite en une forme hydrophilique qui
reste fixée de façon relativement prolongée à l’intérieur des cellules. Les plus répandus
sont marqués au 99mTc.
Mais les premières molécules ont été marquée à l’iode 123 est l’archétype on est le N-
Isopropyl-p-Iodoamphétamine (IAMP-123I) : est un dérivé inactif des
amphétamines, qui franchit librement la BHE. L’extraction au premier passage est
élevée : 90 à 100% et la rétention cérébrale est de l’ordre de 6 à 9 % de l’activité
injectée. Un plateau d’équilibre est atteint entre 15 et 20 minutes après l’injection puis
l’activité reste constante jusqu’ à une heure environ. Des études plus tardives montrent
qu’il existe une redistribution, dont la signification est encore sujette à controverse :
indicateur de la viabilité cellulaire, ou redistribution des métabolites. Les
inconvénients propres sont le coût financier, la langueur de préparation du produit, la
préparation du patient (protection de la thyroïde) et la dosimétrie peu favorable en
particulier au niveau des poumons et du foie. Pratiquement cette molécule très utilisée
au japon, ne l’est plus en europe.
Les traceurs couramment utilisés actuellement sont les traceurs marqués au
technétium99m :

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❋ HMPO TC99m : TC99m-L- Héxaméthyl-Propylène-Amine- Oxyme
Il s’agit d’une amine macrocyclique liposoluble. Commercialisé en France sous le nom
de Céretec*, son utilisation en routine clinique remonte à une dizaine d’années. Cette
molécule est extraite à raison d’environ 80% lors du premier passage et son taux de
fixation cérébrale est de l’ordre d’environ 5%. La stabilité in vivo est obtenue
rapidement, deux minutes après l’injection du radio traceur.
Il persiste une activité circulante non négligeable de l’ordre de 10 à 15%.
L’élimination physiologique se fait par voie hépatique 10% et urinaire 33%.
L’irradiation corporelle totale est de l’ordre de 2.25 mSv au corps entier.
Le HMPAO présente la particularité d’être instable in vitro et in vivo par dégradation
de la forme lipophile en forme hydrophile. Ce passage à l’hydrophilicité est d’ailleurs
à la base du mécanisme de rétention intracérébral.
Sur le plan pratique, cela implique la préparation en extemporané du traceur pour son
utilisation dans les 30 minutes suivant sa reconstitution et son marquage. Au delà en
effet, le taux de molécules lipophiles n’est plus suffisant.
❋ L’autre traceur technécié est l’éthyl-cystéinate-dimer (ECD), connu sous le nom
de bicisate et commercialisé sous le nom de Neurolite.
D’apparition plus récente, il semble présenter quelques avantages. Grâce à une fixation
cérébrale et à une clairance sanguine plus rapides que celles de l’HMPAO, il permet
d’obtenir des images cérébrales plus précoces et plus contrastées. En outre, le produit
marqué reste stable plus longtemps avant l’injection, ce qui rend son utilisation au lit
du malade plus facile que celle de l’HMPAO.
L’extraction au premier passage est relativement modérée 57%, avec un taux de
rétention cérébrale de l’ordre de 6% de l’activité injectée. La distribution n’est pas
absolument stable puisqu’il existe une diminution de la fixation intra cérébrale de
l’ordre de 12 à 14% à la première heure, puis de 5 à 7% par heure par la suite. Cette
sortie du traceur est d’ailleurs hétérogène, selon les structures cérébrales considérées.
L’activité circulante est bcp plus faible qu’avec le traceur précédent 2%, seulement

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une heure après l’injection ; la voie d’élimination prioritaire est urinaire 73%.
L’inconvénient de ces marqueurs de perfusion est de ne donner qu’une estimation
relative de la perfusion cérébrale
2- Les radioligans de la neurotransmission domaminergique (récepteurs
dopaminergiques et transporteur de la dopamine).
La synapse est l’entité fonctionnelle qui est la base du fonctionnement cérébral. Au
cours de la pathologie extrapyramidale des perturbations de la neurotransmission
synaptique sont observées et plus particulièrement des perturbations du système
dopaminergique. Les méthodes scintigraphiques TEP et TEMP permettent
actuellement grâce aux nouveaux traceurs d’explorer cette neurotransmission
synaptique. Nous nous limiterons à présenter les traceurs pour l’exploration du
système dopaminergiques en TEMP.
La dopamine joue un rôle important dans la régulation et le contrôle du mouvement,
des comportements et de certaines fonctions cognitives. Les neurones
dopaminergiques sont localisés dans le mésencéphale et leurs axones font
principalement synapse dans le striatum. Au niveau de la synapse il existe plusieurs
cibles pour le marquage en TEMP :
Sur la terminaison pré synaptique, le transporteur de la dopamine (TDA), sur le
versant post synaptique les récepteurs dopaminergiques D2 (RD2) et D1 (RD1 qui sont
aussi pré synaptiques)
2-1 Les marqueurs pré synaptiques ou traceurs du TDA sont dérivés de la cocaïne.
Cette molécule a bien la propriété de se lier au TDA, mais elle n’est pas spécifique de
ce transporteur elle présente aussi une grande affinité pour la sérotonine, de plus elle
n’est pas stable in vivo. Des modifications structurales de cette cocaïne ont permis
d’obtenir des structures radio marquées par un émetteur de rayonnement gamma
(iode123 ou technétium) possédant une plus grande stabilité in vivo et une plus grande
spécificité pour le transporteur de la dopamine.
Le β-CIT I123, le FPCIT I123 « Datscan », IPT I123, le PE2I, TRODAT le seul
ligand marqué au TC99m.

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2-2 Les marqueurs post synaptiques, il existe deux grandes classes des récepteurs :
D1 et D2. Les RD2 sont principalement post synaptiques au niveau du striatum.
Plusieurs traceurs spécifiques des RD2 ont été utilisés en TEMP ; ces traceurs
appartiennent à différentes familles chimiques :
- les butypropténones : iodospipérone (IES)
- les ergolènes : le iodolisuride
- les benzamides : le iodobenzamide (IBZM), l’épidépride et l’IBF
Seuls l’ iodolisuride et les benzamides ont été utilisés chez l’homme cependant le plus
utilisé à ce jour est l’IBZM (n’est pas actuellement commercialisé mais il peut être
disponible dans les services de MN sous formes de préparation magistrale
Les ligands des récepteurs D1 (I123 TISCH) ne sont que peu disponibles pour les
études TEMP.
L’exploration des TDA a un intérêt pour le diagnostic précoce de la MP, suivi de
l’évolution de la maladie et de l’efficacité des nouveaux trt neuroprotecteurs qui sont
en cours de développement. L’exploration des RD2 est utile pour le DC différentiel de
la MP et des autres pathologies extrapyramidales, le suivi des trt par la L DOPA et par
les agonistes des RD2.
3 Traceurs du métabolisme cérébral
Le fluorodésoxyglucose (FDG) marqué au 18F utilisé avec des appareils SPECT du
type caméra « trois têtes » permet de mesurer la consommation cérébrale de glucose.
Cependant, cette mesure comme en TEP nécessite un temps d’acquisition des données
particulièrement long et exige, en plus, la mise en place d’une logistique
d’approvisionnement coûteuse à partir de centres équipés d’un cyclotron, car la
production du fluor (18F) et le marquage du FDG ne peuvent être effectués que dans
de tels centres ou à proximité. Ces contraintes d’ordre technique expliquent que cette
possibilité n’ait pas encore été exploitée, mais il est très vraisemblable qu’elle le sera
assez rapidement, en raison des perspectives intéressantes qu’elle offre, en pathologie
cérébrovasculaire et en oncologie plus particulièrement.
Les tumeurs cérébrales peuvent cependant être déjà visualisées de façon quantitative
en SPECT à l’aide de certains marqueurs de la perfusion myocardique, comme le