Abstract Sea turtle populations are directly and indirectly under threat from a range of anthropogenic processes. Perhaps the most visibly apparent of these is the disfiguring tumor disease epizootic (animal epidemic) known as fibropapillomatosis. Fibropapillomatosis continues to spread geographically, with prevalence of the disease also growing at a number of affected sites globally. Environmental exposures seem key to inducing tumor development, possibly through weakening host immune systems to the point of enabling pathogen-induced tumor formation. However, we do not yet understand the precise molecular and mutational events driving fibropapillomatosis tumor formation and progression. Similarly, many open questions remain about the role of the herpesvirus (chelonid herpesvirus 5, ChHV5) associated with the disease as a potential co-trigger, and whether its occurrence within tumors is causative or opportunistic. Without improved understanding of the basic biology of this disease epizootic, treatment, containment and mitigation options are severely hampered. To address fundamental questions relating to the oncogenic signaling, mutational spectrum, viral load, viral transcriptional status (lytic or latent) and spread, we employed transcriptomic profiling, whole genome sequencing, immunohistochemistry and environmental (e)DNA-based monitoring of viral shedding. In particular we focused on the mutational landscape of tumors and assessing the transcriptional similarity of external (skin) and internal (visceral organs) tumors, and the oncogenic signaling events driving early stage tumor growth and post-surgical tumor regrowth. These analyses revealed that internal fibropapillomatosis tumors are molecularly distinct from the more common external tumors. However, our molecular analyses also revealed that there are a small number of conserved potentially therapeutically targetable molecular vulnerabilities in common between internal and external tumors, such as the MAPK, Wnt, TGFβ and TNF oncogenic signaling pathways. We also determined that the tumor genomes can harbor copy number gains, indicating potentially viral-independent oncogenic processes. Genes within such mutated genomic regions have known roles in human skin cancer, including MAPK-associated genes. Turtles attempt to mount an immune response, but in some animals this appears to be insufficient to prevent tumor development and growth. ChHV5 was transcriptionally latent in all tumor stages sequenced, including early stage and recurrent tumors. We also revealed that the tumors themselves are the primary source of viral shedding into the marine environment and, if they are surgically removed, the level of ChHV5 in the water column drops. Together, these results offer an improved understanding of fibropapillomatosis tumorigenesis and provide insights into the origins, therapeutic treatment, and appropriate quarantine responses for this wildlife epizootic. Furthermore, they provide insights into human pathogen-induced cancers, particularly mechanisms which are difficult to study in the human and terrestrial context, such as time-course quantification-based monitoring of viral shedding.

Introduction Marine environments offer a wealth of opportunities to improve understanding and treatment options for cancers, through insights into a range of fields from drug discovery to mechanistic insights. By applying One Health principles the knowledge obtained can benefit both human and animal populations, including marine species suffering from cancer. One such species is green sea turtles ( Chelonia mydas ), which are under threat from fibropapillomatosis (FP), an epizootic tumor disease (animal epidemic) that continues to spread and increase in prevalence globally. In order to effectively address this epizootic, a more thorough understanding is required of the prevalence of the disease and the approaches to treating afflicted turtles. Methods To identify knowledge gaps and assess future needs, we conducted a survey of sea turtle FP experts. The survey consisted of 47 questions designed to assess general perceptions of FP, the areas where more information is needed, local FP trends, the disease status, and mitigation needs, and was voluntarily completed by 44 experts across a broad geographic range. Results Over 70% of respondents both recognized FP as a cancerous panzootic disease, and reported that FP is increasing in prevalence. They report several factors contributing to this increase. Nearly all of the respondents reported that FP research, patient treatment and rehabilitation required more funding in their area, and reported inadequate facilities and capacity for dealing with FP patients. Treatment approaches varied: just over 70% of the medical experts that responded surgically remove FP tumors, either using laser or scalpel. Just under half of respondents use anti-cancer drugs in their treatment of FP. Internal tumors were reported as justification for euthanasia by 61.5% of respondents, and 30.8% reported severe external tumors to be sufficient grounds for euthanasia. Most medical respondents (93.3%) routinely perform necropsy on deceased or euthanized FP-afflicted turtles. Over 80% of respondents considered large-scale multidisciplinary collaboration ‘extremely important’ for advancing the field of FP research. Discussion The survey responses provide a valuable insight into the current status of FP in sea turtles, FP treatment, rehabilitation and research, and help to identify critical FP-related areas most in need of attention.

Abstract Marine environments offer a wealth of opportunities to improve understanding and treatment options for cancers, through insights into a range of fields from drug discovery to mechanistic insights. By applying One Health principles the knowledge obtained can benefit both human and animal populations, including marine species suffering from cancer. One such species is green sea turtles ( Chelonia mydas ), which are under threat from fibropapillomatosis (FP), an epizootic tumor disease (animal epidemic) that continues to spread and increase in prevalence globally. In order to effectively address this epizootic, a more thorough understanding is required of the prevalence of the disease and the approaches to treating afflicted turtles. To identify knowledge gaps and assess future needs, we conducted a survey of sea turtle FP experts. The survey consisted of 47 questions designed to assess general perceptions of FP, the areas where more information is needed, local FP trends, the disease status, and mitigation needs, and was voluntarily completed by 44 experts across a broad geographic range. The survey responses provided a valuable overview of the current FP status in sea turtles, FP research, and insight into the approaches currently taken by turtle rehabilitation facilities around the world. Over 70% of respondents both recognized FP as a cancerous panzootic disease, and reported that FP is increasing in prevalence. They report several factors contributing to this increase. Nearly all of the respondents reported that FP research, patient treatment and rehabilitation required more funding in their area, and reported inadequate facilities and capacity for dealing with FP patients. Treatment approaches varied: just over 70% of the medical experts that responded surgically remove FP tumors, either using laser or scalpel. Just under half of respondents use anti-cancer drugs in their treatment of FP. Internal tumors were reported as justification for euthanasia by 61.5% of respondents, and 30.8% reported severe external tumors to be sufficient grounds for euthanasia. Most medical respondents (93.3%) routinely perform necropsy on deceased or euthanized FP-afflicted turtles. Over 80% of respondents considered large-scale multidisciplinary collaboration ‘extremely important’ for advancing the field of FP research. The survey responses provide a valuable insight into the current state of FP treatment, rehabilitation and research, and help to identify critical FP-related research and rehabilitation areas most in need of attention.