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].

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.