Laboratoire de recherche en radiochimie, spéciation et imagerie (LRSI)

Le Laboratoire de recherche en radiochimie, spéciation et imagerie (LRSI) est implanté à Fontenay-aux-Roses, en région parisienne.

Dirigé par Céline Bouvier-Capely, il comprend 8 personnes, ingénieurs-chercheurs et techniciens, couvrant diverses spécialités comme la radiochimie, la biochimie, la pharmacie, la toxicologie et mesure physique. Il accueille régulièrement des thésards, post-doc, stagiaires.

Les activités du laboratoire contribuent à mieux comprendre les effets des radionucléides sur l’homme, à améliorer les moyens de traitement après contamination interne et à mieux évaluer les expositions.

Photo : laboratoire LRSI - Plateforme PATERSON © Médiathèque IRSN

Contexte et thématiques de recherche

Un des objectifs de l’Institut est de mener des projets de recherche visant à comprendre les effets biologiques des rayonnements ionisants, notamment en cas de contamination interne, c’est-à-dire lorsque le(s) radionucléide(s) pénètre(ent) dans l’organisme. Ces expositions peuvent être d’origine professionnelle, environnementale, ou encore médicale à visée diagnostique ou thérapeutique, et reçues en situation normale ou accidentelle.

La connaissance et la compréhension des mécanismes de transfert et du devenir des radionucléides dans l'organisme est indispensable pour une bonne estimation des risques sanitaires suite à une contamination interne.

Irsn- laboratoire Paterson - David Suhard, technicien en biologie, référent SIMS, prépare des échantillons en utilisant un microscope photonique couplé à un système de microdissection laser

Pour cela, il est primordial d’avoir la connaissance la plus précise possible de la spéciation des radionucléides (c'est-à-dire les différentes formes physico-chimiques sous lesquelles vont se distribuer les radionucléides dans l'organisme), des interactions de ces radionucléides avec les molécules du vivant et de leur localisation dans les tissus, pour mieux comprendre les mécanismes contrôlant leur dépôt dans les organes cibles et leur toxicité.

Photo : Plateforme PATERSON et installation SIMS au laboratoire de recherche en radiochimie spéciation et imagerie, pôle Santé (PSE-SANTE) - Philippe Dureuil © Médiathèque IRSN

Dans ce contexte, le LRSI met en place des programmes de recherche permettant :

d'améliorer les connaissances sur la spéciation (localisation, quantification, identification) des radionucléides dans les milieux biologiques et leurs effets
de développer des méthodes permettant de limiter les effets des radionucléides sur l’organisme en cas de contamination interne
de développer des protocoles d’analyse et de mesure des radionucléides dans les excrétas.

Axes de recherches

Le LRSI a pour principales missions de :

1. Développer des outils et mener des recherches permettant d’acquérir des connaissances sur la spéciation (localisation, quantification, identification) des radionucléides dans les milieux biologiques.

Ces projets de recherche visent notamment à déterminer le plus précisément possible la localisation des radionucléides dans les organes de rétention ou les tissus cibles (depuis l’organe/tissu jusqu’à l’échelle de la cellule). Ces informations de distribution des radionucléides corrélées aux mécanismes biologiques et moléculaires mis en évidence dans les études expérimentales vitro ou vivo permettent d’améliorer la compréhension des effets et d’optimiser les traitements en médecine nucléaire.

Etudes liées :

UKCAN : étude des effets potentiellement cancérigènes de l’uranium au niveau rénal à l’aide de modèles murins génétiquement modifiés et corrélation avec la distribution hétérogène de l’uranium dans le tissu rénal

BIOCUBK : étude pour décrypter le comportement de l’uranium dans le tissu rénal et osseux ainsi que les réponses cellulaires impliquées en cas d’exposition à l’uranium

ARMOR : étude Adverse Outcome Pathway (AOP) de la toxicité rénale d’un radionucléide à l’aide d’un modèle organoïde rénal
Etude de la complexation des ions lanthanides avec les acides hydroxamiques pour des applications en médecine nucléaire.

2. Développer des moyens de prévention/traitement pour limiter les effets des radionucléides sur l’organisme en cas de contamination interne.

IRNS_labo_LRSI_Mise en place de la culture cellulaire. Laboratoire de culture cellulaire du plateau technique de l’installation PARISII.

La stratégie adoptée par le LRSI repose à la fois sur le développement de complexants spécifiques des radionucléides et leur formulation galénique mais aussi sur la recherche de molécules pharmaceutiques permettant d’empêcher la pénétration des radionucléides au niveau cellulaire.

Photo : Plateforme expérimentale de contamination in vivo PARISII - © Francesco Acerbis/Médiathèque IRSN.

Etudes liées :

Etude de l’efficacité in vitro et in vivo de formes galéniques de molécules de la famille des biphosphonates pour le traitement de la contamination interne par le strontium et le cobalt.

3. Développer des protocoles d’analyse et de mesure des radionucléides dans les excrétas visant à optimiser l’évaluation de la contamination interne aussi bien en cas de crise (accident nucléaire, acte de malveillance) qu’en situation post-accidentelle, d’exposition professionnelle ou médicale.

Le LRSI cherche à améliorer à la fois en termes de sensibilité et de délai de réponse les méthodes d'analyses radiotoxicologiques notamment des actinides dans les milieux biologiques. Pour cela, le laboratoire met en œuvre des techniques de couplage de colonne chromatographique séparatives et la spectrométrie de masse à plasma inductif (ICP-MS). Les résultats de ces recherches permettent d’apporter un soutien technique et scientifique aux laboratoires d’analyse de biologie médicale et à la gestion de crise.

Photo : Colonnes calixarènes du laboratoire de radiochimie (IRSNLRC) - Noak/Le bar Floréal/Médiathèque IRSN

Etudes liées

Projet actinium : Développer un protocole d’analyse de 225Ac dans l’urine pour le suivi des patients traités par des radiopharmaceutiques à base d’actinium-225
Projet single cell/ICP-MS : Evaluer la distribution cellulaire des radionucléides en cas de contamination interne et leur impact sur le métallome cellulaire

Equipements et techniques

Pour mener à bien ses travaux, le LRSI s’appuie sur la plateforme PARADIS regroupant une animalerie rongeur et un plateau technique d’analyse biologique (installation PARISII) et un plateau d’analyse chimique et radiologique (installation PATERSON). Cette plateforme PARADIS est ouverte à la communauté scientifique, aux ingénieurs et chercheurs du public et du privé et dispose du label IBiSA.

Plateforme PARADIS
Installation PATERSON