JL Adkins, KR Martin, J Lynch, S Banerjee, CD Allen, AE Savage, V Chea, M Rice, TT Jones, LM Komoroske · Endangered Species Research · 2025

Immunogenetic diversity and transcriptomic response to fibropapillomatosis in Hawaiian green sea turtles

Resumo em português

As tartarugas marinhas são um táxon de alta preocupação para a conservação que enfrentam muitos patógenos, mas sua ecologia da doença é pouco estudada, o que dificulta a previsão dos impactos das doenças na viabilidade populacional. A fibropapilomatose (FP) é uma doença neoplásica formadora de tumores que foi documentada em todas as espécies de tartarugas marinhas, com prevalência especialmente alta em tartarugas-verdes Chelonia mydas. Neste estudo, utilizamos as tartarugas-verdes havaianas (honu) como sistema para examinar os papéis da diversidade imunogenética e da modulação transcripcional nas respostas de doença das tartarugas marinhas. Especificamente, quantificamos os perfis de expressão gênica associados à FP e caracterizamos a diversidade do hospedeiro dos loci imunes do complexo principal de histocompatibilidade classe I (MHCI). Encontramos 65 genes diferencialmente expressos no sangue entre tartarugas clinicamente saudáveis (n = 5) e afetadas pela FP (n = 5), com processos biológicos enriquecidos relacionados ao sistema imune inato, alinhados às expectativas dos sistemas imunológicos de répteis e à resistência ativa à doença. Nossos resultados também sugerem um papel da tolerância à doença em resposta à FP, evidenciado por processos biológicos enriquecidos relacionados à regulação da homeostase imune e metabólica, aumento da desintoxicação celular e incremento dos mecanismos de reparo tecidual. Os honu (n = 89) apresentaram 23 alelos distintos de MHCI pertencentes a 3 supertipos funcionais distintos, mas nenhum deles esteve significativamente associado à FP; isso pode ser resultado de propriedades demográficas intrínsecas da população ou refletir um papel menor/diferente do sistema imune adaptativo dos répteis. Nosso estudo avança o entendimento da resposta imune dos répteis e dos mecanismos evolutivos que sustentam a diversidade imunogenética, ambos importantes para promover o potencial adaptativo de espécies vulneráveis à extinção.

Resumo original em inglês

Sea turtles are one taxon of high conservation concern that encounter many pathogens, but their disease ecology is understudied, hindering our ability to predict impacts of disease on population viability. Fibropapillomatosis (FP) is a neoplastic tumor-forming disease that has been documented in all sea turtle species, with an especially high prevalence in green turtles Chelonia mydas. Here, we use Hawaiian green turtles (honu) as a study system to examine the roles of immunogenetic diversity and transcriptional modulation in sea turtle disease responses. Specifically, we quantified gene expression profiles associated with FP and characterized host diversity of major histocompatibility complex class I (MHCI) immune loci. We found 65 genes differentially expressed in blood between clinically healthy (n = 5) and FP-afflicted turtles (n = 5) with enriched biological processes of the innate immune system, aligned with expectations of reptilian immune systems and active disease resistance. Our results also suggest a role for disease tolerance in response to FP, as evidenced by enriched biological processes related to regulation of immune and metabolic homeostasis, increase in cellular detoxification, and increased tissue repair mechanisms. Honu (n = 89) had 23 unique MHCI alleles belonging to 3 distinct functional supertypes, but none were significantly associated with FP; this could be a result of intrinsic demographic properties of the population or reflect a lesser/differing role of the reptilian adaptive immune system. Our study advances the understanding of reptilian disease response and evolutionary mechanisms underlying immunogenetic diversity, both of which are important for promoting the adaptive potential of species vulnerable to extinction.