La maladie d'Alzheimer (MA) est la principale cause de démence chez les personnes âgées et affecte environ vingt-quatre millions de personnes à travers le monde. Au Canada, il est estimé que d'ici 2030 plus d'un million de personnes pourrait vivre avec une démence. Outre les symptômes cliniques, comme la perte mémoire et les changements de personnalité, la maladie d'Alzheimer est caractérisée par l'accumulation cérébrale de plaques séniles composées d'agrégats extracellulaires de peptides Aβ ainsi que d'enchevêtrement s neurofibrillaires constitués de la protéine tau hyperphosphorylée sous sa forme insoluble. D'autres dysfonctions peuvent être observées, notamment les déficits vasculaires qui seraient les premiers à apparaitre avant tout premier symptôme clinique. De manière intéressante, les personnes atteintes de démence incluant la maladie d'Alzheimer ont été touchées de manière disproportionnée par la pandémie COVID-19. De plus, ces deux maladies partagent des facteurs de risque communs comme l'âge, les maladies cardiovasculaires ou encore l'obésité. Ainsi, des associations entre le risque d'infection par le SRAS-CoV-2, virus responsable de la pandémie COVID-19, et le déclin cognitif sont actuellement explorés afin d'en comprendre les mécanismes. L'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) est une carboxypeptidase transmembranaire considérée comme étant le principal site d'entrée du virus SARS-CoV-2 à l'intérieur des cellules mais elle appartient également au système rénine-angiotensine, régulateur clé de la pression artérielle. Cependant, bien que la protéine ACE2 soit exprimée dans le cerveau, sa localisation cellulaire et ses rôles restent obscures. De même, les connaissances sur ACE2 dans un cas pathologique comme celui de la maladie d'Alzheimer restent limitées. Ainsi, l'objectif générale de cette thèse était de mieux comprendre ACE2 en lien avec la MA et le déclin cognitif. Dans un premier temps, des échantillons cérébraux provenant de 60 volontaires d'une grande étude longitudinale clinique et neuropathologique, la Religious Order Study, ont été utilisés. Pour chaque sujet, nous avons étudié trois fractions distinctes; une fraction TBS-soluble qui comporte les protéines extracellulaires et cytoplasmiques, une fraction détergent-soluble qui comporte les protéines membranaires et enfin une fraction enrichie en microvaisseaux. Les résultats d'immunobuvardage ont montré une augmentation des niveaux d'ACE2 chez les sujets atteints de la MA dans la fraction TBS-soluble et ces niveaux étaient corrélés de manière négative avec le score cognitif global. D'autres associations ont été mises en évidence, notamment avec des marqueurs neurovasculaires. Des mesures d'ARNm et protéiques dans une seconde cohorte (n=82) ont également confirmé l'augmentation des niveaux cérébraux d'ACE2. Ces résultats, différents de ceux disponibles dans la littérature, montrent que les niveaux de notre protéine d'intérêt sont altérés dans la MA. Concernant la localisation cellulaire cérébrale, de prime abord, encouragés du fait des résultats de séquençage d'ARN sur cellule unique (scRNAseq) chez la souris, nous nous attendions à observer une expression vasculaire majoritaire dans les échantillons humains. Nos résultats ont pourtant montré que, contrairement à la souris, chez l'humain, ACE2 est autant exprimé au niveau parenchymal que vasculaire. Par ailleurs, une forte expression au niveau des neurones, incluant leurs noyaux, a été observée grâce aux techniques d'immunofluorescence et d'immunohistochimie. En utilisant comme outil expérimental la souris 3xTg-AD, nous avons mis en évidence que les niveaux d'ACE2 n'étaient pas impactés par la neuropathologie Alzheimer Aβ et tau, ni par l'âge ou la prise d'une diète enrichie en gras. Ces derniers résultats sont toutefois à interpréter avec précaution, étant donné la différence d'expression cellulaire entre l'human et la souris. En somme, ces résultats montrent que les niveaux de la protéine ACE2 sont impactés dans la MA et que son expression n'est pas seulement vasculaire chez l'humain. Bien que son rôle dans le système rénine angiotensine ne soit plus à démontrer, il est possible que ses mécanismes d'action au niveau neuronal soi ent sous-estimés en raison du manque d'études à son sujet. Ces nouveaux résultats mettent en avant de nouvelles potentielles cibles pour mieux comprendre la MA et appréhender ses mécanismes sous-jacents, ce qui in fine pourra conduire à développer de meilleurs traitements pour la pathologie. / Alzheimer's disease (AD) is the leading cause of dementia in older adults and affects approximately twenty-four million people worldwide. In Canada, it is estimated that by 2030 more than a million people could be living with dementia. In addition to clinical symptoms, such as memory loss and personality changes, Alzheimer's disease is characterized by the brain accumulation of senile plaques composed of extracellular aggregates of Aβ peptides as well as neurofibrillary tangles composed of hyperphosphorylated tau protein in its insoluble form. Other dysfunctions can be observed and in particular vascular deficits which would be the first to appear before any first clinical symptom. Interestingly, people with dementia including Alzheimer's disease have been disproportionately affected by the COVID-19 pandemic. In addition, these two diseases share common risk factors such as age, cardiovascular diseases and obesity. Thus, associations between the risk of infection by SARS-CoV-2, the virus responsible for the COVID-19 pandemic, and cognitive decline are currently being explored in order to understand their mechanisms. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) is a transmembrane carboxypeptidase considered to be the main entry site of the SARS-CoV-2 virus inside cells but it also belongs to the renin-angiotensin system, a key regulator of blood pressure. However, although the ACE2 protein is expressed in the brain, its cellular localization and roles remain unclear. Likewise, knowledge of ACE2 in a pathological case such as Alzheimer's disease remains limited. Thus, the general objective of this thesis was to better understand ACE2 in relation to AD and cognitive decline. First, brain samples from 60 volunteers from a large longitudinal clinical and neuropathological study, the Religious Order Study, were used. For each subject, we studied three distinct fractions; a TBS-soluble fraction which includes extracellular and cytoplasmic proteins, a detergent-soluble fraction which includes membrane proteins and finally a fraction enriched in microvessels. Immunoblot results showed increased ACE2 levels in AD subjects in the TBS-soluble fraction and these levels were negatively correlated with the global cognitive score. Other associations have been highlighted, notably with neurovascular markers. mRNA and protein measurements in a second cohort (n=82) also confirmed increased brain levels of ACE2. These results, rather different to those available in the literature, show that the levels of our protein of interest are altered in AD. Concerning cerebral cellular localization, at first glance, encouraged by the results of single cell RNA sequencing (scRNAseq) in mice, we expected to observe a mostly vascular expression in human samples. However, our results showed that in humans, ACE2 is expressed as much at the parenchymal as at the vascular level. Furthermore, strong expression in neurons, including their nuclei, was observed using immunofluorescence and immunohistochemistry techniques. Using the 3xTg-AD mouse as an experimental tool, we demonstrated that ACE2 levels were not impacted by Alzheimer's neuropathology -i.e. Aβ and tau-, nor by age or intake of a fat-enriched diet. These latest results should however be interpreted with caution, given the difference in cellular expression between humans and mice. In summary, these results show that ACE2 protein levels are impacted in AD and that its expression is not only vascular in humans. Besides its role in the renin-angiotensin system, it is possible that its mechanisms of action at the neuronal level are underestimated due to a lack of studies. These novel results highlight new potential targets to better understand AD and understand its underlying mechanisms, which ultimately could lead to the development of better treatments for the pathology.

Des études observationnelles ont suggéré que l'utilisation de benzodiazépines pourrait augmenter le risque de démence ou de déclin cognitif. Le présent travail vise à évaluer l'association entre l'exposition aux benzodiazépines et l'incidence de démence, de maladie d'Alzheimer et d'atteintes cognitives sans démence, à partir des données des trois phases de l'Étude sur la santé et le vieillissement au Canada. Les résultats révèlent que l'exposition aux benzodiazépines est associée à un risque significativement élevé d'altérations cognitives mais ne suggèrent pas d'association avec le risque de démence. Les mécanismes par lesquels les benzodiazépines pourraient induire un déclin cognitif devraient être explorés plus profondément. / Several observational studies suggested that the use of benzodiazepines could increase the risk of dementia or cognitive decline. The present work aims to evaluate the association between exposure to benzodiazepines and the incidence of dementia, Alzheimer's disease and cognitive impairment ‒ not dementia using data from the three phases of the Canadian Study of Health and Aging. Results showed that the exposure to benzodiazepines is significantly associated with a higher risk of cognitive impairment but did not suggest any association with the risk of dementia. The mechanisms by which benzodiazepines possibly induce cognitive decline should be explored further.

La présence de douleur ressentie au niveau des hanches est une problématique musculosquelettique fréquemment rencontrée chez les individus de 45 ans et plus. Très souvent, ces douleurs sont associées à l'arthrose, spécifiquement la coxarthrose chez les femmes. La coxarthrose est une maladie dégénérative chronique de l'articulation de la hanche qui représente l'une des causes la plus fréquente de douleur et d'incapacité fonctionnelle chez les individus âgés. La prévalence de cette dégénérescence articulaire peut atteindre 8,3% chez l'homme et 11,1% chez la femme en Amérique du Nord. Toutefois, peu d'études ont été réalisées permettant de tracer un profil de mesures physiques et fonctionnelles chez les femmes vieillissantes atteintes d'arthrose à la hanche exclusivement. L'objectif de cette étude est donc de dresser un portrait global à partir de ces mesures chez les femmes âgées de 45 à 64 ans présentant des douleurs aux hanches. À partir d'une étude transversale diagnostique, 21 femmes âgées entre 45 et 64 ans ont réalisé différents tests physiques (lever de chaise, marche d'escalier) et fonctionnels (équilibre, TUG, 6MWD) ainsi qu'un questionnaire sur la douleur (Lequesne). Les femmes ont été classée en deux groupes expérimentaux pour des comparaisons descriptives et analytiques : 1) femmes avec un indice de douleur ≥ 10 selon l'indice algofonctionnel de Lequesne; et 2) femmes avec un indice de douleur ≤ 9 (groupe contrôle). Les deux groupes ont été comparés par des tests indépendants en fonction des analyses de corrélations entre les mesures employées. Les résultats de cette étude ont révélé que les femmes qui rapportaient présenter des douleurs aux hanches importantes avaient davantage de difficulté à exécuter les tâches fonctionnelles telles la montée d'escalier (p = 0.001), la vitesse de marche (p = 0,003) et, dans une moindre mesure, l'équilibre (p = 0,03 à 0,68). En conclusion, les douleurs aux hanches ont impliqué une certaine limitation physique et fonctionnelle chez les femmes évaluées.

Le vieillissement, normal ou pathologique, s’accompagne de déficits marqués de la mémoire épisodique et de la mémoire de travail. Dès lors, est-il possible d’optimiser l’apprentissage moteur en s’appuyant sur d’autres registres de mémoire éventuellement moins affectés, voire épargnés, par les effets du temps ? Dans les trois expériences que nous avons menées, la prédominance d’un registre de mémoire sur un autre a été manipulée en contrastant les effets, lors de la réalisation de 160 essais d’une tâche sensorimotrice (le putting au golf), de deux méthodes distinctes d’apprentissage : la méthode en condition d’erreurs fréquentes supposée solliciter les processus mnésiques déclaratifs (mémoire épisodique et mémoire de travail) vs la méthode en condition d’erreurs peu fréquentes supposée solliciter les processus mnésiques procéduraux. Dans l’Étude 1, nous avons testé, chez des adultes jeunes et âgés, l’efficacité de ces méthodes et la nature des processus en jeu lors de la réalisation simultanée d’une tâche secondaire coûteuse en attention. Dans l’Étude 2, nous avons comparé les performances motrices entre des adultes jeunes, plus âgés, et des patients Alzheimer. Dans l’Étude 3, nous avons évalué les effets de la verbalisation des actions motrices produites durant l’apprentissage sur les processus mnésiques sous-tendant la performance motrice d’adultes jeunes et plus âgés. Les résultats de l’Étude 1 montrent que l’apprentissage est affecté par le vieillissement lorsque prédominent les processus déclaratifs mais qu’il est préservé des effets du temps lorsque prédominent les processus procéduraux. Les résultats de l’Étude 2 démontrent que l’apprentissage est préservé des effets de la maladie d’Alzheimer lorsque prédominent les processus procéduraux. Les résultats de l’Étude 3 révèlent que la verbalisation affecte les processus déclaratifs mais n’a pas d’effet sur les processus procéduraux chez les adultes jeunes et qu’elle n’a aucun effet sur ces deux types de processus chez les adultes plus âgés. Ces résultats attestent qu’il est possible de « contourner » la mémoire déclarative et les déficits survenant avec l’âge ou avec la maladie en s’appuyant sur une mémoire procédurale intacte, ce qui a pour effet d’optimiser l’apprentissage moteur. / Normal or pathological aging is characterized by specific deficits in episodic and working memories. Therefore, is it possible to optimize motor learning with advancing age, by utilizing other memory processes hypothesized to be less affected or even spared from aging? We conducted three experiments in which the predominance of one memory system over another was manipulated by contrasting the effects, across 160 trials of a sensorimotor task (golf putting), of two different learning methods: the infrequent-error method hypothesized to primarily rely upon declarative memory vs. the frequent–error method hypothesized to primarily rely upon procedural memory. In Experiment 1, we tested in young and older adults the efficiency of these methods and the nature of processes involved when a secondary, attention-demanding task was performed concurrently. In Experiment 2, we compared the motor performance between young and older adults and Alzheimer patients. In Experiment 3, we assessed the effects of verbalizing previous motor actions produced during learning on processes underlying young and older adults’ motor performance. The results of Experiment 1 showed that learning is affected by aging when declarative processes are predominant but is protected from advancing age when procedural processes are predominant. The results of Experiment 2 demonstrated that learning is preserved from Alzheimer’s disease when procedural processes are predominant. The results of Experiment 3 revealed that verbalization affects declarative processes but has no effect on procedural processes in young adults, and that it has no effect on these two types of processes in older adults. Altogether, these results show that “bypassing” declarative memory and its deficits occurring with advancing age or disease is doable by utilizing intact procedural memory, thus leading to an optimized motor learning.

Le premier objectif du projet HYBUS est d'intégrer un système de stockage par supercondensateurs dans un trolleybus permettant la récupération de son énergie de freinage afin d'assurer la continuité de l'alimentation des systèmes électriques embarqués. A terme un système de stockage plus conséquent est prévu pour permettre au trolleybus une autonomie de quelques mètres. Notre travail étudie la durée de vie de ce système. Plusieurs tests de vieillissement accéléré sur les supercondensateurs ont été mis en place au laboratoire AMPERE. Ces essais ont mis en évidence que le cyclage engendrait une forte accélération de la diminution de la capacité et de l'augmentation de la résistance série. Cependant, ces variations sont partiellement réversibles lors des phases de repos où une régénération s'opère. Une méthode se basant sur les dégradations observées en cours d'utilisation et les dégradations demeurant après régénération, a permis une mise en équation de l'évolution des paramètres internes des supercondensateurs. Un test d'endurance de systèmes complets de stockage a aussi été réalisé au laboratoire. Les résultats expérimentaux montrent une hétérogénéité du vieillissement due à l'existence d'importants gradients de température entre les composants. De ce fait, une nouvelle méthodologie d'équilibrage visant à égaliser les durées de vie de chacun des supercondensateurs a été mise au point. L'étude a donc contribué à une meilleure compréhension et évaluation du vieillissement des supercondensateurs dans le but d'améliorer la durée de vie de système de stockage de ce type. Une méthode est proposée pour estimer les dégradations en fonction des facteurs majeurs du vieillissement.

Le premier objectif du projet HYBUS est d'intégrer un système de stockage par supercondensateurs dans un trolleybus permettant la récupération de son énergie de freinage afin d'assurer la continuité de l'alimentation des systèmes électriques embarqués. A terme un système de stockage plus conséquent est prévu pour permettre au trolleybus une autonomie de quelques mètres. Notre travail étudie la durée de vie de ce système. Plusieurs tests de vieillissement accéléré sur les supercondensateurs ont été mis en place au laboratoire AMPERE. Ces essais ont mis en évidence que le cyclage engendrait une forte accélération de la diminution de la capacité et de l'augmentation de la résistance série. Cependant, ces variations sont partiellement réversibles lors des phases de repos où une régénération s'opère. Une méthode se basant sur les dégradations observées en cours d'utilisation et les dégradations demeurant après régénération, a permis une mise en équation de l'évolution des paramètres internes des supercondensateurs. Un test d'endurance de systèmes complets de stockage a aussi été réalisé au laboratoire. Les résultats expérimentaux montrent une hétérogénéité du vieillissement due à l'existence d'importants gradients de température entre les composants. De ce fait, une nouvelle méthodologie d'équilibrage visant à égaliser les durées de vie de chacun des supercondensateurs a été mise au point. L'étude a donc contribué à une meilleure compréhension et évaluation du vieillissement des supercondensateurs dans le but d'améliorer la durée de vie de système de stockage de ce type. Une méthode est proposée pour estimer les dégradations en fonction des facteurs majeurs du vieillissement.

L'âge a de tout temps constitué un attribut identitaire important. Nous avons développé au fil de l'évolution une aptitude innée à classer les individus en fonction de leur âge. Cette classification s'appuie en grande partie sur le visage et sur les transformations anatomiques qu'il subit au cours du temps. De plus en plus de traitements cosmétiques, dermatologiques et d'interventions chirurgicales s'attaquant à un signe ou un groupe de signes spécifiques du vieillissement sont mis en oeuvre pour annuler, ou tout au moins masquer partiellement l'effet du temps sur le visage. On peut dès lors s'interroger sur l'influence de chacun des signes sur notre capacité à prédire l'âge d'un individu en observant son visage. Afin de construire un algorithme capable de déterminer l'âge d'individus à partir de leurs photos, nous nous sommes intéressés aux signes du vieillissement et à leur impact sur l'âge apparent. Dans un premier temps, nous avons déterminé et analysé les transformations anatomiques qui altèrent le visage à partir de l'âge adulte (au-delà de 20 ans). Puis nous avons étudié les signes sur lequel on se base pour prédire l'âge d'une personne. Enfin, nous avons construit et validé un modèle prédictif de l'âge en s'appuyant sur les observations précédentes. Transformations anatomiques du visage avec l'âge : La prévalence d'un certain nombre de signes de vieillissement (rides, tâches brunes, forme du visage...) a été mesurée sur un panel représentatif de femmes volontaires âgées de 20 à 74 ans. Ces données ont permis d'établir la cinétique d'apparition de ces signes. Appréciation subjective de l'âge: Il s'agissait de déterminer les signes sur lesquels un observateur s'appuie lorsqu'il évalue l'âge d'un sujet. Pour ce faire, nous avons demandé à un panel constitué de 48 observateurs d'attribuer un âge aux volontaires sur lesquelles nous avions précédemment mesuré les signes du vieillissement. Nous avons confirmé avec ce groupe d'observateurs que la perception de l'âge est liée au sexe et à l'âge de l'observateur. De plus, à l'aide d'une régression PLS (Partial Least Square régression), nous avons établi des relations entre les signes du vieillissement et l'âge observé et démontré que selon que l'on soit jeune ou âgé, un homme ou une femme, on n'exploite pas les mêmes signes de vieillissement pour prédire l'âge.Modèle de prédiction : Enfin, nous avons proposé un modèle s'appuyant sur la régression PLS pour prédire automatiquement l'âge à partir des photos du visage. Ce modèle présente la particularité d'associer, dans une approche unifiée, les signes relatifs à la couleur, à la forme et à la texture du visage, à l'âge des sujets. A l'instar des Modèles Actifs D'apparence (AAM), le modèle construit vise à réduire fortement l'information portée par l'ensemble des pixels du visage. Toutefois, ce dernier est supervisé : Il est donc très approprié dans notre contexte puisque que l'on peut mettre en oeuvre une procédure d'apprentissage pilotée par le but. Les performances sont de fait comparables à celles des humains.

Les pigments au plomb (minium, céruse), couramment employés en peinture depuis l'Antiquité, sont connus pour subir des transformations entraînant des décolorations de la couche picturale (noircissement, blanchissement, verdissement). Les conditions de stabilité des pigments sont étudiées par des essais de vieillissement artificiels de pigments bruts et d'éprouvettes peintes. Ceux-ci montrent la décomposition de l'hydrocérusite en présence de chaux ainsi que la transformation de Pb3O4 en plattnérite (b-PbO2) en milieu acide dilué. La caractérisation d'échantillons de minium prélevés sur un peinture murale expérimentale après 25 ans de vieillissement naturel révèle que le noircissement du minium est lié à la formation de plattnérite par un mécanisme possible de disproportionnation de Pb3O4 en milieu acide. Le<br />blanchissement est dû à la recristallisation du plomb divalent sous forme de cérusite (PbCO3) et d'anglésite (PbSO4), causée par l'absorption de polluants gazeux (CO2, SO2).

Thèses (M.Serv.Soc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 1 février 2007). In ProQuest dissertations and theses. Publié aussi en version papier.

Les anciennes peintures sur bois représentent une part importante du patrimoine culturel européen. Depuis longtemps, il est connu que les conditions de stockage peuvent entraîner des dégradations et endommagements aux panneaux. Une bonne compréhension de l'état actuel des peintures sur bois ainsi que la prédiction de leur comportement dans diverses conditions climatiques est essentielle pour mieux les conserver et les restaurer. De telles analyses peuvent être faites par le biais de la modélisation numérique. Cependant, la modélisation numérique est efficace que si les paramètres des matériaux sont équivalents à ceux de la réalité. Dans ce travail, les modifications mécaniques, physiques et chimiques qui se produisent au cours du vieillissement naturel ont été étudiées pour le bois et les couches de peintures. Les possibilités d'accélérer le vieillissement par des traitements thermo-hydrique ont été appliquées avec succès au bois. Une loi de vieillissement du bois a été trouvée pour la résistance radiale et la luminosité de la couleur. Malheureusement, une tel loi n'a pas été trouvé pour les couches de peinture. Ensuite, un modèle numérique tridimensionnel sur le comportement hygroscopique et mécanique des panneaux peints a été développé. La comparaison entre ce modèle et des expériences sont en bon accord. Finalement, une analyse de risques sur une ancienne peinture a montré que des fluctuations d'humidité relative normales ne devraient pas promouvoir de dommages dans le support en bois, mais la fissuration de la couche picturale est possible. / Ancient wood panel paintings represent an important part of the European cultural heritage. Since long time it is known that the storing condition can degrade and damage them. Understanding of the actual state of old panel paintings and the prediction of their behaviour under various climatic conditions is essential to better conserve and restore them. Such analysis could be done by numerical modelling. However, numerical modelling can achieved good predictions only if the materials parameters are adequately determined. In this work, the mechanical, physical and chemical modifications occurring during natural aging have been investigated for wood and paint layers. The possibility to accelerate the aging with thermo-hydro treatments has been successfully applied to wood. A wood aging law has been found for the radial strength and the lightness. Unfortunately, no such law has been found for the paint layers. The hygroscopic and mechanical behaviour of panel paintings has been then simulated in 3D by finite element method model including time dependent behaviour. The comparison between the model and experiments shows good agreement. Finally, risk analysis on an old painting shows that normal climate fluctuation should not promote cracks in the wooden support but the cracking of the ground layer is possible.