« Voir » in vivo un médicament est utile pour étudier sa distribution dans notre organisme et son interaction avec celui-ci (études ADME d'un médicament), ou alors pour l'utiliser comme outil de diagnostic. Pour cela, le composé peut être radiomarqué en remplaçant un de ses atomes de carbone par un isotope radioactif (radiomarquage isotopique du carbone).

Les laboratoires du LMC au SCBM (DMTS) et du SHFJ ont démontré l'intérêt du dioxyde de carbone (CO₂) comme source isotopique de carbone :

• La même stratégie peut être appliquée à la fois à la substitution d'un carbone 12 par un carbone 14 (¹⁴C) pour les études ADME, ou par un carbone 11 (¹¹C) pour l'imagerie clinique ;
• Elle réduit considérablement les déchets radioactifs produits, limite majeure pour la substitution par le ¹⁴C (temps de demi-vie de 5730 ans) ;
• Sa rapidité est parfaitement adaptée à la courte de demi-vie du ¹¹C (temps de demi-vie de 20 min).

La stratégie la plus explorée repose sur le caractère électrophile du CO₂. Une stratégie fondée sur la formation du radical anion CO₂●- était jusqu'ici considérée comme peu adaptée, car difficile à mettre en œuvre et ne permettant pas de s'affranchir des deux derniers écueils pré-cités.

Dans une étude publiée dans JACS, les chercheurs du LMC et du SHFJ présentent la première description d'un marquage au ¹⁴C et au ¹¹C du radical anion CO₂●- réalisé dans des conditions douces et montrent ainsi qu'une telle stratégie est possible. Leur méthode repose sur un équilibre photocatalytique entre des sels de formiate et du CO₂ radiomarqué.

Cette espèce a pu être utilisée dans le développement de méthodologies de carboxylation permettant d'accéder facilement à des médicaments radio-marqués. Un point d'orgue du projet réside dans son application au carbone-11. En collaboration avec des équipes du SHFJ, les chercheurs du LMC ont réussi à étudier par imagerie par émission de tomographie (TEP) chez des souris la biodistribution de l'oxaprozine (un anti-inflammatoire non stéroïdien) marquée au ¹¹C.

Cette nouvelle méthode douce de radio-marquage du carbone pourra, par la suite, aider des laboratoires pharmaceutiques dans la compréhension/évaluation des principes actifs grâce au carbone-14 et au carbone-11. ​

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Fabien Caillé ​(fabien.caille@cea.fr)