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Cuivre 64

Le cuivre 64, noté 64Cu, est l'isotope du cuivre dont le nombre de masse est égal à 64 : son noyau atomique compte 29 protons et 35 neutrons avec un spin 1+ pour une masse atomique de 63,929 764 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de −65 424 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 8 739,07 keV[1]. Il s'agit d'un radioisotope, qui se désintègre à 61 % en nickel 64 par capture électronique et radioactivité β+, et à 39 % en zinc 64 par radioactivité β−, selon une demi-vie de 12,70 heures. Par ailleurs, pour 0,475 % des désintégrations, la capture électronique peuple le premier niveau excité du nickel 64 ; le niveau fondamental est atteint après l'émission d'un photon γ de 1,35 MeV[2].

Cuivre 64

table

Général
Nom Cuivre 64
Symbole 64
29Cu
35
Neutrons 35
Protons 29
Données physiques
Demi-vie 12,701(2) heures[1]
Produit de désintégration 64Ni, 64Zn
Masse atomique 63,9297640(5) u
Spin 1+
Excès d'énergie −65 424,4 Â± 0,4 keV[1]
Énergie de liaison par nucléon 8 739,074 Â± 0,007 keV[1]
Désintégration radioactive
Désintégration Produit Énergie (MeV)
ε et β+ à 61 % 64
28Ni 		0,652834
β− à 39 % 64
30Zn 		0,579353

Il trouve des applications radiopharmaceutiques pour l'imagerie de plusieurs pathologies ainsi qu'en radiothérapie vectorisée en raison de sa demi-vie plus longue que d'autres radioisotopes utilisés en tomographie par émission de positrons[3] - [4] - [5].

Il peut être obtenu par des réactions faisant intervenir des réacteurs ou des accélérateurs. Des neutrons thermiques peuvent donner de petites quantités de 64Cu avec un faible rendement par la réaction 63Cu (n, γ) 64Cu. Des neutrons rapides peuvent donner des quantités plus importantes de 64Cu mais avec un faible rendement par la réaction 64Zn (n, p) 64Cu. Un cyclotron accélérant des protons permet cependant de produire de grandes quantités de 64Cu avec un rendement élevé par la réaction 64Ni (p, n) 64Cu[6].

Le 64Cu2+ lié à un groupe fonctionnel méthylphosphonate –CH2PO32− pourrait présenter un intérêt pour l'imagerie des métastases osseuses[7]. Un DOTA-TATE (en) au 64Cu a reçu l'agrément de la FDA en 2020[8] pour la localisation de tumeurs neuroendocriniennes positives aux récepteurs de la somatostatine[9].

Le 64Cu-ATSM, diacétyl-bis(N4-méthylthiosemicarbazone), prolonge la survie d'animaux atteints de certains cancers. En particulier, les tissus en hypoxie sont résistants à la radiothérapie externe car les effets des radiations sont atténués par l'hypoxie ; en revanche, ces tissus tendent à absorber le 64Cu-ATSM davantage que les cellules en normoxie, prolongeant la vie d'animaux porteurs de cancers colorectaux[10], ce qui permet d'envisager une radiothérapie vectorisée ciblant spécifiquement les tumeurs dans ces tissus.

Notes et références
  1. (en) « Live Chart of Nuclides: 64
    29    Cu
    35     »    , sur https://www-nds.iaea.org/, AIEA, (consulté le )    .
  2. M.-M. Bé, V. Chisté, C. Dulieu, X. Mougeot, V. Chechev, N. Kuzmenko, F. Kondev, A. Luca, M. Galán, A. L. Nichols, K. B. Lee, A. Arinc, A. Pearce, X. Huang et B. Wang, « 64
    29    Cu
    35     »     [PDF], LNE – LNHB/CEA – Table de Radionucléides (volume 6), sur http://www.nucleide.org/, Laboratoire national Henri Becquerel, (ISBN 978-92-822-2242-3, consulté le )    .
  3. (en) « Cyclotron Produced Radionuclides: Emerging Positron Emitters for Medical Applications: 64Cu and 124I » [PDF], IAEA Radioisotopes and Radiopharmaceuticals Reports No. 1, sur https://www-pub.iaea.org/, AIEA, (ISBN 978-92-0-109615-9, consulté le ).
  4. (en) Bianca Gutfilen, Sergio A. L. Souza et Gianluca Valentini, « Copper-64: a real theranostic agent », Drug Design, Development and Therapy, vol. 12,‎ , p. 3235-3245 (PMID 30323557, PMCID 6173185, DOI 10.2147/DDDT.S170879, lire en ligne)
  5. (en) Yeye Zhou, Jihui Li, Xin Xu, Man Zhao, Bin Zhang, Shengming Deng et Yiwei Wu, « 64Cu-based Radiopharmaceuticals in Molecular Imaging », Technology in Cancer Research & Treatment, vol. 18,‎ , article no 1533033819830758 (PMID 30764737, PMCID 6378420, DOI 10.1177/1533033819830758, lire en ligne)
  6. (en) Michael Welch et Carol S. Redvanly, Handbook of Radiopharmaceuticals: radiochemistry and applications, Wiley, New York, 2003, DOI 10.1002/0470846380. (ISBN 978-0471495604)
  7. (en) Xiankai Sun, Melinda Wuest, Zoltan Kovacs, Dean A. Sherry, Ramunas Motekaitis, Zheng Wang, Arthur E. Martell, Michael J. Welch et Carolyn J. Anderson, « In vivo behavior of copper-64-labeled methanephosphonate tetraaza macrocyclic ligands », JBIC Journal of Biological Inorganic Chemistry, vol. 8, nos 1-2,‎ , p. 217-225 (PMID 12459917, DOI 10.1007/s00775-002-0408-5, S2CID 22225650, lire en ligne)
  8. (en) « Drugs@FDA: FDA-Approved Drugs », sur https://www.accessdata.fda.gov/, FDA (consulté le ).
  9. (en) Romain Eychenne, Christelle Bouvry, Mickael Bourgeois, Pascal Loyer, Eric Benoist et Nicolas Lepareur, « Overview of Radiolabeled Somatostatin Analogs for Cancer Imaging and Therapy », Molecules, vol. 25, no 17,‎ , article no 4012 (PMID 32887456, PMCID 7504749, DOI 10.3390/molecules25174012, lire en ligne)
  10. (en) Jason S. Lewis, Richard Laforest, Thomas L. Buettner, Sheng-Kwei Song, Yasuhisa Fujibayashi, Judith M. Connett et Michael J. Welch, « Copper-64-diacetyl-bis(N4-methylthiosemicarbazone): An agent for radiotherapy », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 98, no 3,‎ , p. 1206-1211 (PMID 11158618, PMCID 14733, DOI 10.1073/pnas.98.3.1206, Bibcode 2001PNAS...98.1206L, lire en ligne)
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