Pollution atmosphérique et vieillissement cognitif : une approche épidémiologique

An epidemiological approach to air pollution and cognitive aging

• Auteur / Autrice : Jeanne Duchesne
• Direction : Claudine Berr, Marion Mortamais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 13/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences de Montpellier
• Jury : Président / Présidente : Christophe Hirtz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claudine Berr, Marion Mortamais, Christophe Hirtz, Christine Bastin, Johanna Lepeule, Cécilia Samieri
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Bastin, Johanna Lepeule

Mots clés

Mots clés contrôlés

Démence

épidémiologie

Vieillissement cognitif

Cerveau -- Vieillissement

Pollution atmosphérique

Épidémiologie

Démence

Mots clés libres

Démence

Environnement

Epidémiologie

Pollution atmosphérique

Vieillissement cognitif

Dementia

Environment

Epidemiology

Air pollution

Cognitive aging

Résumé

La démence, problème majeur de santé publique, est associée à un déclin des fonctions cognitives qui est présent des années avant que la perte d’autonomie n’amène au diagnostic. A côté des facteurs de risque individuels maintenant bien identifiés dans le vieillissement cognitif, le rôle de l’environnement est encore relativement peu étudié. Cette thèse s’intéresse au rôle de la pollution atmosphérique dans le déclin des fonctions cognitives au cours du vieillissement. Ces travaux s’appuient sur les données acquises dans la cohorte des Trois Cités qui a suivi pendant 12 ans 9294 sujets âgés de plus de 65 ans. La cognition et son évolution ont été évaluées par une batterie de tests neuropsychologiques à chaque visite. Sur un sous-échantillon du centre de Montpellier, nous avons aussi étudié un marqueur d’atteintes cérébrovasculaires observables avant l’apparition des troubles cognitifs, les hypersignaux de la substance blanche cérébrale (HSB), à partir des IRM acquises à l’inclusion. La pollution atmosphérique a été estimée pour trois polluants (particules fines (PM2.5), dioxyde d’azote (NO2) et black carbon (BC)) par des modèles land-use régression hybrides. Cette exposition a été considérée dans les 5 ans précédant l’inclusion. Nous avons mis en évidence un déclin accéléré de la cognition globale en cas d’exposition augmentée aux PM2.5. Nous avons également observé une association entre exposition aux PM2.5 et augmentation du volume d’HSB dans le lobe temporal. Aucune association significative n’a été observée avec les deux autres polluants. Ces premiers résultats en France sur le déclin cognitif sont en accord avec la littérature existante et sont confortés par les arguments biologiques existants. La relation avec les HSB apporte des éléments de réponse sur les mécanismes potentiellement impliqués dans un domaine où la recherche est encore principalement expérimentale. Au total, ces travaux suggèrent un effet délétère de la pollution atmosphérique, et notamment particulaire, sur le vieillissement cognitif, et soulignent le rôle que la réglementation de ce facteur environnemental pourrait jouer dans la prévention de la démence à l’échelle de la population.

Dementia is a major public health concern and is associated with a decline in cognitive functions that is present years before a loss of autonomy leads to dementia diagnosis. Whereas the individual risk factors of cognitive aging are now well identified, there are still relatively few studies on the role of the environment. This thesis focuses on the role of air pollution in the decline of cognitive functions during aging. For this work, we used data from the Three-City cohort that followed for 12 years 9294 participants aged 65 and older. Cognition and its evolution were evaluated with neuropsychological tests at each follow-up visit. On a subsample of the Montpellier study center, using the baseline MRI images of the participants, we studied cerebral white matter hyperintensities (WMH), a marker of cerebrovascular damage that can be observed before cognitive impairment. Air pollution exposure to three pollutants (fine particulate matter (PM2.5), nitrogen dioxide (NO2) and black carbon (BC) was estimated with hybrid land-use regression models. We considered the exposure during the 5 years preceding the baseline visit. We found that an increased exposure to PM2.5 was associated with accelerated decline in global cognition. We also observed an association between exposure to PM2.5 and increased WMH volume in the temporal love. We observed no significant associations with the other pollutants. These first results in France on cognitive decline are consistent with the existing literature, and are supported by the existing biological arguments. The association observed with WMH provides mechanistic insights in a field where research is still mainly experimental. Overall, this work suggests a deleterious effect of air pollution, particularly particulate pollution, on cognitive aging, and highlights the role that regulating this environmental exposure could play in the prevention of dementia.