Les déficits cognitifs d'origine vasculaire (DCV) regroupent, sous la forme d'un continuum, l'ensemble des déficits cognitifs engendrés ou compliqués par une maladie cérébrovasculaire de tj'pe ischémique ; allant du stade où le 'cerveau est à risque' à la démence vasculaire (DV) proprement dite. Cette thèse vise ainsi à intégrer les connaissances actuelles sur la DV et à dégager les problématiques rattachées à ce concept, puis cherche plus spécifiquement à analyser le stade le plus précoce de ce continuum, soit le stade de cerveau à risque. Le but étant d'étudier si la présence de facteurs de risque vasculaires (FRV) est associée à un fonctionnement cognitif altéré, et de préciser les domaines cognitifs atteints. Une meilleure compréhension des associations entre FRV et déficits cognitifs contribuera ainsi à raffiner la définition de la phase précoce des DCV. Ce travail comporte plusieurs chapitres adressant chacun un objectif spécifique. Après une introduction présentée en Chapitre 1, le Chapitre 2 contient un relevé de la littérature portant sur les critères diagnostiques de la DV, et montre qu'ils s'appliquent difficilement à la réalité clinique, et ne sont pas interchangeables (Article 1). Le Chapitre 3 compare les indices de sensibilité et spécificité ainsi que les taux de prévalence et fréquence du diagnostic de DV selon les critères détaillés dans l'Article 1, et souligne ainsi l'existence de différences majeures. Il propose des suggestions d'améliorations des critères actuels (Article 2). Le Chapitre 4 expose une revue sélective de la littérature examinant les liens entre les FRV et la présence de déficits cognitifs, puis propose une échelle de pondération du risque vasculaire cognitif (Article 3). Le Chapitre 5 présente une analyse transversale des données de l'Étude sur la Santé et le Vieillissement au Canada, et montre que des personnes non-démentes âgées de 65 ans et plus, et présentant > 3 FRV, obtiennent des performances moindres aux tests de jugement/abstraction (Article 4). Le Chapitre 6 détaille la dernière étude empirique de ce travail doctoral, et conclut que des personnes âgées entre 45 et 60 ans, présentant un haut risque vasculaire obtiennent également des performances moindres aux tests de jugement/abstraction, ainsi que de visuoconstruction et vitesse de traitement de l'information (Article 5). Finalement, le Chapitre 7 se veut une analyse critique des résultats accumulés au cours de ces trois dernières années dans le cadre du modèle clinicopathologique du syndrome gériatrique fronto-sous-cortical. / The term Vascular Cognitive Impairment (VCI) has been proposed to take into account the spectrum of severity of cognitive impairment arising from or complicated by an ischemia vascular disease. The VCI extends from the brain-at-risk stage to the vascular dementia (VaD) stage. Therefore, this Ph.D thesis aims at integrating current knowledge about VaD and put into perspective the critical issues associated to this concept, then attempts to investigate the brain-at-risk stage of the VCI spectrum. The goal is thus to determine if the presence of vascular risk factors (VRF) is related to cognitive impairment and to specify the cognitive processes altered. A better understanding of the associations between VRF and cognitive deficits will help to refine the definition of the earliest phase of the VCI spectrum. The present work consists of several chapters each addressing a specific objective. After an introduction in Chapter 1, Chapter 2 presents a literature review describing and comparing diagnostic criteria for VaD. This review shows that current criteria are hardly applicable in clinics and are not interchangeable (Article 1). Chapter 3 compares sensitivity and specificity indexes as well as prevalence and frequency rates of VaD diagnoses, and underlines major differences between the various classifications. It then suggests improvements for the current criteria of VaD (Article 2). Chapter 4 presents a systematic and selective literature review analyzing the association between VRF and cognitive deficits, and then presents a weighted vascular cognitive risks scale (Article 3). Chapter 5 shows the results of a secondary cross-sectional analysis on the Canadian Study of Health and Aging data, and reports that non-demented elderly aged 65 or more presenting with > 3 VRF performed significantly worse on tests of judgment/abstraction than controls (Article 4). Chapter 6 details the last empirical study, and concludes that highly-functioning individuals aged 45 to 60 years old, presenting with a high vascular risk also performed significantly worse on tests of visuoeonstruction, abstraction, and psychomotor speed compared to healthy controls (Article 5). Finally, Chapter 7, the final discussion, is dedicated to a critical analysis of ail the data and results gathered over the past three years, using the clinicopathological model of the fronto-subcortical geriatric syndrome.

Les démences constituent une préoccupation majeure de santé publique. Les facteurs pronostiques des démences vont conditionner la rapidité du déclin des fonctions cognitives et exécutives et la survie des patients. Quand ces facteurs sont modifiables, l'amélioration de leur connaissance peut permettre de mettre en place des actions visant à limiter le déclin cognitif et à prolonger l'autonomie. Les études permettant leur analyse sont réalisées sur des populations de sujets malades et s'inscrivent dans le cadre de la recherche clinique. Les bases de données médicales, qui ne sont pas toujours constituées à des fins de recherche, sont néanmoins de plus en plus utilisées à ces fins.<br />L'objectif de mon travail est l'étude des facteurs pronostiques de patients, pris en charge au centre de mémoire de ressource et de recherche (CMRR) du Centre Hospitalier Régional et Universitaire (CHRU) de Lille et du centre médical des monts de Flandres de Bailleul. Pour cela, nous avons utilisé la base de données médicales informatisées des patients consultant au CMRR de Lille-Bailleul. Ce travail s'est en particulier intéressé aux avantages et aux limites de l'utilisation de bases de données médicales à des fins de recherche clinique dans l'étude des facteurs pronostiques des démences.<br />Dans une population de 670 patients ayant une maladie d'Alzheimer, nous avons confirmé que le déclin des fonctions cognitives (évaluées par le MMSE) était significativement plus élevé chez les sujets ayant un niveau d'éducation intermédiaire ou élevé par rapport aux sujets ayant un bas niveau d'éducation. Cependant, la mortalité ne différaient pas de façon significative entre ces trois groupes. Nous avons décrit une mortalité similaire entre patients ayant une maladie d'Alzheimer, une démence mixte ou une démence vasculaire. Les patients ayant une démence mixte avaient un déclin du MMSE plus important que les patients ayant une démence vasculaire mais moins important que les patients ayant une maladie d'Alzheimer. Enfin, nous avons montré que le risque de développer une démence vasculaire ou mixte augmentait de manière significative avec le nombre d'hypersignaux sous corticaux chez des patients ayant un mild cognitive impairment.<br />Ces travaux soulignent la difficulté de l'établissement du diagnostic des démences mixtes, la complexité de l'analyse du déclin des fonctions cognitives (prise en compte du stade de progression des démences, absence d'instrument de suivi des fonctions cognitives à la fois simple d'utilisation et sensible aux faibles variations au cours du temps ou non linéarité du déclin des fonctions cognitives), les avantages en terme de coût et de temps de l'utilisation de bases de données médicales, et les problème de sélection de la population issue d'une structure de soins.<br />Malgré les problèmes de représentativité des populations, ce travail montre l'intérêt de l'utilisation à des fins de recherche clinique de données médicales concernant des patients pris en charge en structure de soins.

Un nombre non négligeable de patients ayant subi un accident vasculaire cérébral (AVC) vont développer une démence parfois associée à un handicap fonctionnel résiduel. Mon travail a pour but de mettre en place un suivi à long terme de l’ischémie cérébrale chez le rat afin de suivre et d’identifier de manière concomitante l’évolution des lésions cérébrales, les déficits fonctionnels afin d’explorer les mécanismes sous-jacents au développement de la démence post-ischémique. Des rats mâles de souche Wistar ont subi une ischémie cérébrale transitoire. Ces rats sont suivis par IRM à 24 heures, 7 jours, puis 1, 2, 4 et 6 mois de post-ischémie. En parallèle de ces examens, les animaux subissent une batterie de tests comportementaux, comprenant à la fois une étude des fonctions motrices et mnésiques. Après le sacrifice, les cerveaux sont récupérés à des fins histologiques et moléculaires. Des déficits moteurs et mnésiques sont décelés durant notre étude au sein du groupe I/R. L’étude in vivo par IRM a démontré une différenciation de la lésion et du tissu associé, dès 7 jours de reperfusion ainsi que l’apparition de différentes zones d’atrophie apparaissant au niveau de l’hippocampe et du cortex entorhinal dès 1 mois post-ischémie et perdurant le long de l’étude. L’étude histologique montre une diminution significative de la surface cellulaire dans les différentes zones hippocampiques associée à une moindre expression du facteur neurotrophique BDNF qui expliquerait le phénomène d’atrophie. Ces résultats prouvent la pertinence du modèle d’étude préclinique à long terme chez le rat pour reproduire des troubles du comportement en post-AVC. / Patients who have had a stroke have a higher prevalence of dementia associated with functional handicap affecting the quality of life and creating a loss of autonomy. My work aims to develop a long term model of stroke in rat to identify cerebral lesions and the associated behavior deficits as well as the involved cellular mechanisms. Male Wistar rats undergo transient ischemia/reperfusion. MRI was performed at 24 hours, 7 days, 1, 2, 4 and 6 months after operation. In parallel, behavioral tests were assessed to follow motor and mnesic functions. After sacrifice, brains are removed to made histological and molecular studies. Motor and mnesic deficits appeared during our study. MRI studies showed that lesion differentiated at 7 days of reperfusion and T2-MRI evidenced atrophies appearing since 1 month post-ischemia in entorhinal cortex and hippocampus. Histological studies evidenced a decreased cellular surface in hippocampal regions associated to a decreased expression of the neurotrophic factor BDNF which could explain atrophies. These results proved that this long-term ischemic model in rat is a good one to induce behavioral deficits like functional problems appearing at distance in post-stroke patients.

La « fragilité » fait référence à un état de forte vulnérabilité qui résulte d’une réduction des réserves adaptatives de multiples systèmes biologiques et physiologiques sous l’action conjuguée de l’âge, de maladies et du contexte de la vie. Ce syndrome accroit la vulnérabilité de l’individu ainsi que son risque de dépendance, de chutes, d’hospitalisations, d’entrée en institution et de mortalité. La définition la plus utilisée, celle de Fried et collaborateurs, est basée sur la prise en compte d’éléments exclusivement physiques mais la possibilité d’inclure à cette définition d’autres composantes non-physiques, parmi lesquelles la cognition, est actuellement débattue. Cette thèse aborde donc la question d’un point de vue épidémiologique du possible lien entre l’altération des performances cognitives et la fragilité grâce aux données de deux études en population, une cohorte française et une cohorte mexicaine. Les résultats présentés dans cette thèse nous permettent d’affirmer l’existence d’une association entre la fragilité et un déficit cognitif. Qu’il s’agisse de la cohorte de Coyoacan ou des 3 Cités, les deux premières études de cette thèse ont montré une force d’association majorée sur l’incidence d’incapacité, d’hospitalisation ou de décès lorsqu’on considère la fragilité et le déficit cognitif de manière combinée, un résultat plaidant en faveur de l’intégration de la mesure de la cognition dans la définition de la fragilité. Concernant le risque de survenue de démence en revanche, la troisième étude ne montre pas d’effet majoré lorsque ces deux conditions étaient présentes puisque seuls les participants ayant un déficit cognitif étaient à risque de démence, indépendamment de leur statut de fragilité. Enfin, si la fragilité ne constituait pas un risque en soi de démence tous types confondus, la dernière étude de cette thèse a montré une forte association entre l’état de fragilité et le risque de démence vasculaire. Les résultats de cette thèse, ajoutés aux données de la littérature décrivant la présence d’atteintes vasculaires et cérébro-vasculaires dans le syndrome de fragilité, nous ont conduits à formuler l’hypothèse selon laquelle la fragilité pourrait être un état prodromique de démence vasculaire. / “Frailty” is a clinical syndrome characterized by physiological loss of reserves and resilience and represents the summatory action of age, disease and living environment. This geriatric syndrome increases the vulnerability of elderly persons and their risk of disability, falls, hospitalization, institutionalization, and mortality. The definition most widely used, the one proposed by Fried and collaborators, only includes physical elements. Nonetheless, the inclusion of other non-physical components, in particular cognitive function is currently debated. Therefore, the aim of this thesis was the study, from an epidemiological point of view, of the association between cognitive function and frailty using the data of two population-based studies, a French cohort and a Mexican one. The results are in favor of the existence of an association between frailty and cognitive impairment. In the first two studies presented in this thesis, an increased risk of incident disability, hospitalization, and death was found. Therefore, including cognitive function in the phenotype of frailty may be relevant since both processes seem to contribute to the development of negative health-related outcomes. However, regarding the risk of dementia, the results of the third study show that only elderly subjects with cognitive impairment have an increased risk of developing dementia irrespective of their frailty status. Nevertheless, if frailty per se may not be a risk factor of dementia, all types confounded, the last study evidences a strong association between frailty and the incidence of vascular dementia. Such results along with previous studies reporting the existence of vascular and cerebrovascular damage in frail elderly lead us to postulate that frailty could be a prodromal state of vascular dementia.

Un nombre non négligeable de patients ayant subi un accident vasculaire cérébral (AVC) vont développer une démence parfois associée à un handicap fonctionnel résiduel. Mon travail a pour but de mettre en place un suivi à long terme de l'ischémie cérébrale chez le rat afin de suivre et d'identifier de manière concomitante l'évolution des lésions cérébrales, les déficits fonctionnels afin d'explorer les mécanismes sous-jacents au développement de la démence post-ischémique. Des rats mâles de souche Wistar ont subi une ischémie cérébrale transitoire. Ces rats sont suivis par IRM à 24 heures, 7 jours, puis 1, 2, 4 et 6 mois de post-ischémie. En parallèle de ces examens, les animaux subissent une batterie de tests comportementaux, comprenant à la fois une étude des fonctions motrices et mnésiques. Après le sacrifice, les cerveaux sont récupérés à des fins histologiques et moléculaires. Des déficits moteurs et mnésiques sont décelés durant notre étude au sein du groupe I/R. L'étude in vivo par IRM a démontré une différenciation de la lésion et du tissu associé, dès 7 jours de reperfusion ainsi que l'apparition de différentes zones d'atrophie apparaissant au niveau de l'hippocampe et du cortex entorhinal dès 1 mois post-ischémie et perdurant le long de l'étude. L'étude histologique montre une diminution significative de la surface cellulaire dans les différentes zones hippocampiques associée à une moindre expression du facteur neurotrophique BDNF qui expliquerait le phénomène d'atrophie. Ces résultats prouvent la pertinence du modèle d'étude préclinique à long terme chez le rat pour reproduire des troubles du comportement en post-AVC.

Le fardeau vasculaire (présence de maladies vasculaires et/ou cérébrovasculaires) est associé à une augmentation des troubles cognitifs chez les personnes âgées, ainsi qu’à un plus haut risque de démence vasculaire (DV) et de démence de type Alzheimer (DTA). Un nombre restreint de travaux a porté sur l’impact du fardeau vasculaire sur la cognition des personnes avec trouble cognitif léger (TCL). Pourtant, les personnes avec TCL représentent une population d’intérêt puisqu’elles sont à haut risque d’évoluer vers une démence. Cette thèse comprend trois articles de revue qui visent à exposer les connaissances entourant la santé vasculaire et la cognition des personnes âgées et trois articles empiriques (Chapitres 5, 6, 7). La première étude empirique traite de l’impact du fardeau vasculaire sur la cognition des personnes TCL et a comme objectif de spécifier quelles fonctions cognitives sont affectées par le fardeau vasculaire et dans quelle mesure le fardeau vasculaire influence l’hétérogénéité des TCL (Chapitre 5). Dans le cadre de la deuxième étude, nous avons examiné l’intégrité des processus stratégiques et non stratégiques de mémorisation des TCL avec et sans fardeau vasculaire, afin d’évaluer si ces processus diffèrent quantitativement et qualitativement entre ces deux groupes (Chapitre 6). Enfin, dans la troisième étude nous avons évalué les capacités d’association (binding) ainsi que la résistance à l’interférence des personnes TCL, les liens entre ces processus mnésiques et différents marqueurs cérébraux en plus des facteurs permettant de prédire l’évolution vers une démence (Chapitre 7). Les résultats présentés dans cette thèse appuient l’hypothèse selon laquelle le fardeau vasculaire influence le profil cognitif des TCL. Dans un premier temps, nous avons montré que le fardeau vasculaire est associé à une atteinte exécutive plus importante chez les TCL (Chapitre 5). De plus, nos résultats suggèrent que le fardeau vasculaire influence la classification clinique de ces derniers, puisque ceux dont le fardeau est élevé répondent davantage aux critères de TCL amnestique domaine multiple (trouble de mémoire plus au moins un autre déficit cognitif) tandis que ceux sans fardeau répondent davantage aux critères de TCL amnestique domaine unique (trouble isolé de la mémoire). Dans un deuxième temps, nous avons montré des différences dans la nature des processus mnésiques atteints chez les TCL avec et sans fardeau vasculaire (Chapitre 6). Alors que les premiers présentent une atteinte prédominante des processus stratégiques de mémorisation, les seconds présentent une atteinte des processus stratégiques et non stratégiques de mémorisation. Lorsque seuls les résultats des TCL ayant évolué vers une démence sont analysés, le patron d’atteinte est similaire puisque les TCL vasculaires sont quantitativement moins touchés que les TCL non-vasculaires au niveau des processus non-stratégiques de mémorisation. Enfin, tant les TCL qui progressent vers une démence que les TCL qui restent stables après un suivi de trois ans éprouvent tous des difficultés de mémoire associative et sont sensibles à l’interférence proactive (Chapitre 7). De plus, le fardeau vasculaire est associé à la sensibilité à l’interférence alors que le volume hippocampique est associé aux difficultés de mémoire associative. Enfin, nos résultats indiquent que les TCL qui éprouvent des difficultés de mémoire associative sont plus à risque d’évoluer vers une démence que les TCL ne présentant pas ces mêmes difficultés. De façon globale, les résultats de cette thèse révèlent que le fardeau vasculaire joue un rôle important dans l’hétérogénéité des TCL. / Vascular burden (presence of vascular diseases and/or cerebrovascular diseases) increase cognitive deficits in older adults and have been associated with vascular dementia and Alzheimer’s diseases. However, only a few studies have examined the impact of vascular burden on cognitive functioning in persons with mild cognitive impairment (herein referred to as MCIs). Individuals with MCI are a target population for research since they are at high risk of developing dementia. Understanding the factors that influence MCIs cognition is thus a priority. This thesis aims to identify the impact of vascular burden on MCI’s cognition. First, a summary of the literature concerning vascular health and cognitive functioning in the elderly is presented here (Chapters 1, 2, 3 and 4). Then, three studies that represent the core of this thesis are exposed. The first one aims to identify which cognitive functions are affected by vascular burden in MCIs (Chapter 5). In the second one, we assess strategic and non strategic memory processes in MCI with and without vascular burden (Chapter 6). Finally, in the last study, we assess binding and sensitivity to proactive interference in MCIs who progress to dementia, and MCIs who remain stable in a three-year follow-up (Chapter 7). This latter study also assesses which brain changes influence binding and interference capacity in MCIs and which factors predict progression to dementia. Results of this thesis first revealed that vascular burden plays an important role in cognitive heterogeneity of MCIs. First, MCIs who present a high vascular burden have more executive deficits. Second, those same MCIs run a greater risk of being clinically classified as amnestic multiple domain MCIs (memory impairment plus impairment in at least one cognitive domain, whereas MCIs with no vascular burden run a greater risk of being classified as amnestic single domain MCIs (isolated memory impairment) (Chapter 7). In the second article of this thesis, we showed that MCIs with vascular burden have memory impairment restricted to strategic memory processes. When only the results of MCIs who progressed to dementia were analysed, a similar pattern of memory impairment was found, since MCIs with vascular burden were less impaired in non strategic than strategic processes, whereas both processes were impaired in MCIs with no vascular burden (Chapter 8). Finally, MCIs who progressed to dementia, and those who remained stable after a three-year follow-up, showed binding difficulties and vulnerability to proactive interference. This difference was particularly evident when only MCI progressors were compared to healthy controls. In summary, vascular burden plays a role in the cognitive heterogeneity of MCI.

La dépression (caractérisée ou subsyndromique) est fréquente tout au long de la vie et les démences sont des pathologies fréquentes du sujet âgé. Une association longitudinale entre la dépression ou les symptômes dépressifs et la démence a été rapportée. Cependant, le sens de cette association demeure incertain et ses mécanismes pathogéniques selon l’âge de l’apparition des manifestations dépressives sont largement méconnus. Les facteurs de risque vasculaires sont associés à la démence et une comorbidité vasculaire est également retrouvée chez le sujet âgé dépressif. L’hypothèse qu’un ou des facteurs de risque cardiovasculaires constitue(nt) l’ultime dénominateur commun des troubles de l’humeur et de démences devrait être vérifié. L’objectif de cette thèse était d’étudier les liens entre la pression artérielle, la dépression et la démence. Dans un échantillon de 9294 sujets âgés de 65 ans et plus (Etude 3C), non institutionnalisés, suivis pendant 4 ans, nous avons retrouvé une association entre les symptômes dépressifs sévères à l’inclusion et le risque de démence (en particulier vasculaire) incidente. A l’opposé, les antécédents dépressifs n’augmentaient pas le risque de démence. Nos analyses transversales indiquaient une pression artérielle plus basse chez les sujets dépressifs comparés aux sujets non dépressifs. Pour terminer, l’association entre les symptômes dépressifs sévères et la démence n’était pas médiée par l’hypertension artérielle. Nos résultats indiquent que les symptômes dépressifs semblent constituer une expression non cognitive de la phase prodromale de la démence plutôt que d’en être un facteur de risque. L’explication d’une pression artérielle plus basse chez les sujets dépressifs comparés aux sujets non dépressifs n’est pas univoque. Une pression artérielle basse pourrait conduire à une hypoperfusion cérébrale, corrélée aux lésions de la substance blanche dans les régions les plus sensibles aux modifications du flux sanguin cérébral et dont l’altération est associée aux manifestations dépressives et cognitives. Ce travail offre de nouvelles perspectives de définition des groupes de population à haut risque de démence, et des perspectives de recherche sur les mécanismes biologiques liant la pression artérielle et la dépression. D’un point de vu méthodologique, il met l’accent sur la nécessité des méthodes d’évaluation fiables et précises des cas pathologiques (dépressifs et déments), lesquels influencent réciproquement l’évaluation de chacun. / Depression is highly common throughout the life course and dementia is common in late life. Depression has been linked with dementia, yet the direction and pathological mechanisms of this association (whether depression is a prodromal feature or consequence of, or a risk factor for dementia) remains unclear. Vascular risk factors are associated to the risk of incident cognitive impairment and dementia and comorbid vascular disease is a feature of depression in latelife. Therefore, the hypothesis that vascular risk factors are the ultim denominator of psychological perturbations and dementia is to be verified. The aim of this work was to study the links between blood pressure, depression and dementia. In a cohort of 9294 community-dwelling elderly individuals aged 65 years and over, participating to the longitudinal population-based 3 City Study, followed up for 4 years, we found an association between baseline depressive symptoms’ severity and the incident dementia risk (particularly of vascular type). Conversely, we found no association between history of depression and incident dementia. Moreover, our cross sectional analyses exhibited an inverse association between systolic and diastolic blood pressure values and depression. Overall, however, the association between depressive symptoms and dementia was not mediated by hypertension. These results indicate that depression is rather a prodromal symptom of vascular dementia than a risk factor for it. The explanation for the inverse association found between blood pressure values and depression is not straightforward. Low blood pressure may lead to cerebral hypoperfusion found to be associated with white matter lesions in cerebral regions vulnerable to alterations of cerebral blood flow, and associated with cognitive impairment and depression. This work offers the opportunity for the definition of group of populations at high risk to develop dementia, vascular one in particular. It also gives the perspective of research on the biological mechanisms linking blood pressure and depression. From a methodological point of view, it emphasizes the need for instruments assessing precisely and thoroughly these two conditions which influence the assessment of each other.

Le fardeau vasculaire (présence de maladies vasculaires et/ou cérébrovasculaires) est associé à une augmentation des troubles cognitifs chez les personnes âgées, ainsi qu’à un plus haut risque de démence vasculaire (DV) et de démence de type Alzheimer (DTA). Un nombre restreint de travaux a porté sur l’impact du fardeau vasculaire sur la cognition des personnes avec trouble cognitif léger (TCL). Pourtant, les personnes avec TCL représentent une population d’intérêt puisqu’elles sont à haut risque d’évoluer vers une démence. Cette thèse comprend trois articles de revue qui visent à exposer les connaissances entourant la santé vasculaire et la cognition des personnes âgées et trois articles empiriques (Chapitres 5, 6, 7). La première étude empirique traite de l’impact du fardeau vasculaire sur la cognition des personnes TCL et a comme objectif de spécifier quelles fonctions cognitives sont affectées par le fardeau vasculaire et dans quelle mesure le fardeau vasculaire influence l’hétérogénéité des TCL (Chapitre 5). Dans le cadre de la deuxième étude, nous avons examiné l’intégrité des processus stratégiques et non stratégiques de mémorisation des TCL avec et sans fardeau vasculaire, afin d’évaluer si ces processus diffèrent quantitativement et qualitativement entre ces deux groupes (Chapitre 6). Enfin, dans la troisième étude nous avons évalué les capacités d’association (binding) ainsi que la résistance à l’interférence des personnes TCL, les liens entre ces processus mnésiques et différents marqueurs cérébraux en plus des facteurs permettant de prédire l’évolution vers une démence (Chapitre 7). Les résultats présentés dans cette thèse appuient l’hypothèse selon laquelle le fardeau vasculaire influence le profil cognitif des TCL. Dans un premier temps, nous avons montré que le fardeau vasculaire est associé à une atteinte exécutive plus importante chez les TCL (Chapitre 5). De plus, nos résultats suggèrent que le fardeau vasculaire influence la classification clinique de ces derniers, puisque ceux dont le fardeau est élevé répondent davantage aux critères de TCL amnestique domaine multiple (trouble de mémoire plus au moins un autre déficit cognitif) tandis que ceux sans fardeau répondent davantage aux critères de TCL amnestique domaine unique (trouble isolé de la mémoire). Dans un deuxième temps, nous avons montré des différences dans la nature des processus mnésiques atteints chez les TCL avec et sans fardeau vasculaire (Chapitre 6). Alors que les premiers présentent une atteinte prédominante des processus stratégiques de mémorisation, les seconds présentent une atteinte des processus stratégiques et non stratégiques de mémorisation. Lorsque seuls les résultats des TCL ayant évolué vers une démence sont analysés, le patron d’atteinte est similaire puisque les TCL vasculaires sont quantitativement moins touchés que les TCL non-vasculaires au niveau des processus non-stratégiques de mémorisation. Enfin, tant les TCL qui progressent vers une démence que les TCL qui restent stables après un suivi de trois ans éprouvent tous des difficultés de mémoire associative et sont sensibles à l’interférence proactive (Chapitre 7). De plus, le fardeau vasculaire est associé à la sensibilité à l’interférence alors que le volume hippocampique est associé aux difficultés de mémoire associative. Enfin, nos résultats indiquent que les TCL qui éprouvent des difficultés de mémoire associative sont plus à risque d’évoluer vers une démence que les TCL ne présentant pas ces mêmes difficultés. De façon globale, les résultats de cette thèse révèlent que le fardeau vasculaire joue un rôle important dans l’hétérogénéité des TCL. / Vascular burden (presence of vascular diseases and/or cerebrovascular diseases) increase cognitive deficits in older adults and have been associated with vascular dementia and Alzheimer’s diseases. However, only a few studies have examined the impact of vascular burden on cognitive functioning in persons with mild cognitive impairment (herein referred to as MCIs). Individuals with MCI are a target population for research since they are at high risk of developing dementia. Understanding the factors that influence MCIs cognition is thus a priority. This thesis aims to identify the impact of vascular burden on MCI’s cognition. First, a summary of the literature concerning vascular health and cognitive functioning in the elderly is presented here (Chapters 1, 2, 3 and 4). Then, three studies that represent the core of this thesis are exposed. The first one aims to identify which cognitive functions are affected by vascular burden in MCIs (Chapter 5). In the second one, we assess strategic and non strategic memory processes in MCI with and without vascular burden (Chapter 6). Finally, in the last study, we assess binding and sensitivity to proactive interference in MCIs who progress to dementia, and MCIs who remain stable in a three-year follow-up (Chapter 7). This latter study also assesses which brain changes influence binding and interference capacity in MCIs and which factors predict progression to dementia. Results of this thesis first revealed that vascular burden plays an important role in cognitive heterogeneity of MCIs. First, MCIs who present a high vascular burden have more executive deficits. Second, those same MCIs run a greater risk of being clinically classified as amnestic multiple domain MCIs (memory impairment plus impairment in at least one cognitive domain, whereas MCIs with no vascular burden run a greater risk of being classified as amnestic single domain MCIs (isolated memory impairment) (Chapter 7). In the second article of this thesis, we showed that MCIs with vascular burden have memory impairment restricted to strategic memory processes. When only the results of MCIs who progressed to dementia were analysed, a similar pattern of memory impairment was found, since MCIs with vascular burden were less impaired in non strategic than strategic processes, whereas both processes were impaired in MCIs with no vascular burden (Chapter 8). Finally, MCIs who progressed to dementia, and those who remained stable after a three-year follow-up, showed binding difficulties and vulnerability to proactive interference. This difference was particularly evident when only MCI progressors were compared to healthy controls. In summary, vascular burden plays a role in the cognitive heterogeneity of MCI.

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Au cours du vieillissement, la rigidification des artères élastiques entraine une augmentation de l'amplitude de la pression pulsée centrale, qui se propage dans la microcirculation cérébrale. De façon chronique, l’élévation anormale de la pression pulsée endommage les fonctions vasculaires et cérébrales, pouvant être impliquée dans le développement d’une déficience cognitive d’origine vasculaire. Ceci est supporté par l’observation d’anomalies cérébrovasculaires chez les individus atteints de démence vasculaire et de la maladie d’Alzheimer. De plus, les individus exposés aux facteurs de risque vasculaires (hypertension, obésité, diabète, athérosclérose), démontrent une vascularisation fragilisée, une augmentation de la pression pulsée centrale et présentent un déclin cognitif. Il est donc probable qu’en association avec l’âge, les facteurs de risque vasculaires favorisent de façon mécanistique la propagation de la pression pulsée dans la circulation cérébrale et révèlent de façon prématurée le déclin cognitif. Le lien mécanistique entre l’augmentation de la pression pulsée cérébrale, les facteurs de risque vasculaires, les dommages cérébrovasculaires et l’incidence de la démence reste à être plus clairement investigué. La présente thèse vise ainsi à étudier l’hypothèse biomécanique du rôle délétère de la pression pulsée dans la détérioration des fonctions cérébrovasculaires et cognitives, avec l’âge et en association avec les facteurs de risque vasculaires, en élucidant la cascade des événements pathologiques depuis l’élévation de la pression pulsée centrale jusqu’à l’incidence de la démence. Afin de vérifier notre hypothèse, nous avons entrepris dans une première étude d’étudier chez la souris WT, l’impact de l’augmentation in vivo d’un stress mécanique pulsatile central (par chirurgie TAC) sur la vasculature cérébrale, le tissu cérébral et les fonctions cognitives. Ce stress a été induit en parallèle dans le modèle de souris transgénique APP/PS1 de la maladie d’Alzheimer. Nous avons pu démontrer que les vaisseaux cérébraux des souris WT et APP/PS1 sont vulnérables au stress mécanique de la pression pulsée, caractérisé par une diminution de la réponse vasodilatatrice des artères piales, une raréfaction des capillaires due à une apoptose, l’incidence de micro-hémorragies, une rupture de la barrière hémato-encéphalique et une hypoperfusion cérébrale. Ces dommages cumulatifs à la microcirculation cérébrale sont associés à une inflammation cérébrale et à une diminution des performances d’apprentissage et de mémoire de travail et spatiale des souris. De plus, le phénotype Alzheimer des souris APP/PS1 est exacerbé en présence du stress vasculaire, exprimé par l’augmentation des dépôts béta-amyloïdes, ainsi que la dysfonction endothéliale cérébrale et l’inflammation cérébrale déjà présentes dans ce modèle. Dans une deuxième étude, nous avons caractérisé les fonctions cérébrovasculaires et cognitives des souris transgéniques LDLR-/-;hApoB100+/+ avec l’ajout ou non d’un stress mécanique pulsatile central in vivo (par chirurgie TAC). Ces souris présentent des facteurs de risques des maladies cardiovasculaires (hypertension et dyslipidémie) menant au développement d’athérosclérose et miment un vieillissement artériel central accéléré (rigidité aortique et des carotides, dysfonction endothéliale, augmentation de la pression pulsée). Nous avons démontré que les souris LDLR-/-;hApoB100+/+ exhibent des anomalies cérébrovasculaires structurelles et fonctionnelles, dont une atrophie cérébrale, une dysfonction endothéliale cérébrale, une hypoperfusion cérébrale, une augmentation de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique, des micro-hémorragies corticales, la présence d’inflammation, de sénescence et de stress oxydant au niveau vasculaire et parenchymateux. L’ensemble de ces altérations majoritairement vasculaires, sont associées à une diminution des performances cognitives et sont exacerbées en présence d’un stress vasculaire additif. Nos deux études chez la souris démontrent qu’en présence d’une pression pulsée élevée, les dommages à la microvasculature cérébrale conduisent à une perte fonctionnelle de l’homéostasie cérébrale et à un déclin cognitif, dont l’incidence est accélérée soit dans un modèle de démence ou soit de vieillissement artériel central et en présence de facteurs de risque des maladies cardiovasculaires. Nos études fournissent la démonstration mécanistique d’un continuum entre une augmentation de pression pulsée et un déclin cognitif vasculaire. / With advancing age, the large elastic arteries undergo significant stiffening, resulting in increased central pulse pressure waves that penetrates deeper the cerebral microcirculation and may result in cerebrovascular and neuronal tissue damages, likely contributing to the development of cognitive impairment from vascular injury origin. This is compatible with strong evidence between impaired cerebrovascular structure and function in the brain of patients with vascular dementia or Alzheimer’s disease. In addition, elderly individuals are subjected in their lifetime to multiple vascular risk factors (hypertension, obesity, diabetes, atherosclerosis), all of which are known to be deleterious to the vascular function, are associated with an increase in central pulse pressure and with cognitive decline. Therefore, it is likely that with age, risk factors for vascular diseases may mechanistically promote the propagation of pulse pressure into the cerebrovascular system and reveal prematurely the brain susceptibility to cognitive decline. The present thesis was conducted to study the biomechanical hypothesis of the deleterious role of the pulse pressure in the deterioration of cerebrovascular and cognitive functions, with age and in association with vascular risk factors, by elucidating the cascade of pathological events linking the increase in central pulse pressure to the expression of dementia. To validate our hypothesis, we first studied in mice the impact of the in vivo increase of central pulsatile mechanical stress (achieved by trans-aortic constriction surgery) on the cerebral vasculature, brain tissue and cognitive functions. This stress was also induced in the APP/PS1 transgenic mouse model of Alzheimer's disease. We have shown that cerebral vessels of WT and APP/PS1 mice are vulnerable to the mechanical stress of the increased pulse pressure, which is characterized by a decrease in the vasodilatory response of the pial arteries, a rarefaction of the capillaries due to apoptosis, the incidence of micro-hemorrhages, a rupture of the blood-brain barrier and cerebral hypoperfusion. These cumulative damages to the cerebral microcirculation are associated with brain inflammation and poorer learning and working and spatial memory performances in mice. The Alzheimer's phenotype of APP/PS1 mice was exacerbated in the presence of elevated pulse pressure, as shown by the increase in beta-amyloid deposits, the decreased in endothelial cerebral vasodilatory responses and brain inflammation, which are already present in this model. In a second study, we sought to characterize the cerebrovascular and cognitive functions in the transgenic mouse model LDLR-/-;hApoB100+/+, subjected or not in vivo to a central pulsatile mechanical stress (by trans-aortic constriction surgery). These mice exhibit risk factors for cardiovascular diseases (hypertension and dyslipidemia), develop atherosclerosis and mimic premature central arterial aging (aortic and carotid stiffness, endothelial dysfunction, increased pulse pressure). We reported that LDLR-/-;hApoB100+/+ mice were characterized by structural and functional brain vascular abnormalities, including cerebral hypoperfusion, increased permeability of the blood-brain barrier, endothelial cerebral dysfunction, microhemorrhages, but also cerebral atrophy and the presence of inflammation, senescence and high oxidative stress at the vascular and parenchymal level. In addition, all these alterations, which are mainly vascular, were associated with a decrease in the cognitive performance of mice. Also, these vascular, parenchymal and cognitive changes were exacerbated in the presence of the vascular stress induced by transverse aortic constriction. Altogether, our two studies in mice demonstrated that, in the presence of an increase in pulse pressure, the damages to the micro-cerebrovascular system lead to loss of cerebral homeostasis and to cognitive decline, which are accelerated in a model of dementia or a model of central vascular aging and in presence or vascular risk factors. Our studies highlight the mechanistic demonstration of a continuum between an increase in pulse pressure and vascular cognitive decline.