Post-ischemic stroke (IS) outcomes vary widely among individuals, independently of clinical factors. This variability could be related to epigenetic mechanisms that regulate biological processes involved in recovery after ischemia. While several microRNAs (miRNAs) and their target genes are implicated in the pathophysiology of IS, their role in functional outcomes remains unclear. Our aim is to identify potential miRNAs associated with the 3-month outcome in patients with IS.

Abstract Background and aims Stroke is the leading cause of adult-onset disability. Although clinical factors influence stroke outcome, there is a significant variability among individuals that may be attributed to genetics and epigenetics, including DNA methylation (DNAm). We aimed to study the association between DNAm and stroke prognosis. Methods and results To that aim, we conducted a two-phase study (discovery-replication and meta-analysis) in Caucasian patients with ischemic stroke from two independent centers (BasicMar [discovery, N = 316] and St. Pau [replication, N = 92]). Functional outcome was assessed using the modified Rankin Scale (mRS) at three months after stroke, being poor outcome defined as mRS > 2. DNAm was determined using the 450K and EPIC BeadChips in whole-blood samples collected within the first 24 h. We searched for differentially methylated positions (DMPs) in 370,344 CpGs, and candidates below p -value < 10 –5 were subsequently tested in the replication cohort. We then meta-analyzed DMP results from both cohorts and used them to identify differentially methylated regions (DMRs). After doing the epigenome-wide association study, we found 29 DMPs at p -value < 10 –5 and one of them was replicated: cg24391982, annotated to thrombospondin-2 ( THBS2 ) gene ( p -value discovery = 1.54·10 –6 ; p -value replication = 9.17·10 –4 ; p -value meta-analysis = 6.39·10 –9 ). Besides, four DMRs were identified in patients with poor outcome annotated to zinc finger protein 57 homolog ( ZFP57 ), Arachidonate 12-Lipoxygenase 12S Type ( ALOX12 ), ABI Family Member 3 ( ABI3 ) and Allantoicase ( ALLC ) genes ( p -value < 1·10 –9 in all cases). Discussion Patients with poor outcome showed a DMP at THBS2 and four DMRs annotated to ZFP57, ALOX12, ABI3 and ALLC genes. This suggests an association between stroke outcome and DNAm, which may help identify new stroke recovery mechanisms.

The association between increased cancer risk following a cerebrovascular event (CVE) has been previously reported. We hypothesize that biological age (B-age) acceleration is involved in this association. Our study aims to examine B-age as a novel contributing factor to cancer development post-CVE. From our prospective stroke registry (BasicMar), we selected 940 cases with epigenetic data. For this study, we specifically analyzed 648 of these patients who had available data, no prior history of cancer, and a minimum follow-up of 3 months. The primary outcome was cancer incidence. B-age was estimated using DNA methylation data derived from whole blood samples obtained within 24 h of stroke onset, employing various epigenetic clocks (including Hannum, Horvath, PhenoAge, ZhangBLUP, ZhangEN, and the mitotic epiTOC). Extrinsic epigenetic age acceleration (EEAA) was calculated as the residuals from the regression of B-age against chronological age (C-age). For epiTOC, the age-adjusted values were obtained by regressing out the effect of age from the raw epiTOC measurements. Estimated white cell counts were derived from DNA methylation data, and these cell fractions were used to compute the intrinsic epigenetic age acceleration (IEAA). Subsequently, we evaluated the independent association between EEAA, IEAA, and cancer incidence while controlling for potential confounding variables. Among 648 patients with a median follow-up of 8.15 years, 83 (12.8%) developed cancer. Cox multivariable analyses indicated significant associations between Hannum, Zhang, and epiTOC EEAA and the risk of cancer after CVE. After adjusting for multiple testing and competing risks, EEAA measured by Hannum clock maintained an independent association with cancer risk. Specifically, for each year increase in Hannum's EEAA, we observed a 6.0% increased incidence of cancer (HR 1.06 [1.02–1.10], p value = 0.002). Our findings suggest that epigenetic accelerated aging, as indicated by Hannum's EEAA, may play a significant role in the increased cancer risk observed in CVE survivors.