Novel perspectives on non-invasive cetacean research using microRNA biomarkers in the exhaled breath (blow)

‘Non-invasive biomarkers’ for hvaler er for tiden knappe, så ved å utvikle disse biomarkørene vil BLOWOMICS revolusjonere vår forståelse og forvaltning av helsen til disse ville og karismatiske marine ressursene. BLOWOMICS vil kunne utvikle disse biomarkørene på en måte som er rimelig og enkel å bruke, slik at andre forskere kan reprodusere disse metodene og resultatene kan sammenlignes over hele verden. Biomarkørene vil bli utviklet ved å utnytte en type lite RNA som finnes i de fleste vev og kroppsvæsker av alle organismer, kalt mikroRNA (miRNA) MiRNA-profiler er kjent for å endre seg under forskjellige fysiologiske og patologiske tilstander på en potensielt forutsigbar måte og får en økende interesse for tidlig ikke-invasiv sykdomsdiagnose hos mennesker. BLOWOMICS er de første til å pionere denne teknologien i hvaler. Det er flere hundre mikroRNA i kroppen til en hval. BLOWOMICS ønsker å studere tilstedeværelsen og mengden mikroRNA og sammenligne hvordan de endrer seg mellom individer. De kan potensielt gi informasjon om dyrenes kjønn, graviditetsstatus, og forhåpentligvis vil de også kunne knytte dem til tilstedeværelsen av spesifikke sykdommer, alt dette ved hjelp av blåseprøver samlet inn uten å røre hvalen. Dette nye forskningsprosjektet skal jobbe med dyr i fangenskap, i samarbeid med SeaWorld Foundation for Research, Rescue and Conservation på Gold Coast i Australia. BLOWOMICS skal brukes blåseprøver fra SeaWorlds 26 delfiner i fangenskap. Disse 26 delfinene vil spille en viktig rolle i å validere metodene i et kontrollert miljø, og for å skaffe data som kan brukes i fremtiden med ville dyr.

In human and veterinary medicine, blood is the most valuable sample to use to assess health status, as most health variables from multiple metabolic processes and organs are reflected there in real time. However, there is no practical method to obtain blood samples from large free-swimming cetaceans. While possible for smaller species, it obligates the capture and restraint of these individuals, which can be logistically challenging for researchers, and stressful for the animal. Thus, the most widely used sampling technique for free-ranging cetaceans remains remote tissue biopsying, which is considered invasive, even if minimally, as it causes a small lesion on the animal. Nevertheless, in recent years, novel and promising ways of examining whale health are being developed using cetacean exhaled breath or “blow”, collected non-invasively - from the detection of hormones and other metabolites, microbiological studies, genetic markers to determine sex, species, or individual identification and there is strong potential to be used for the discovery of new biomarkers of health. In human medicine, the potential of microRNAs (miRNAs) as non-invasive biomarkers in biological fluids, including exhaled breath condensates, has been well established20. As such many model species already have miRNAomes available; however, miRNAs have not been carefully studied in wildlife species, including cetaceans. The development of miRNAs as novel non-invasive biomarkers of cetacean physiology could revolutionise the field. BLOWOMICS Thus, aims to: 1) provide a well-defined and characterised miRNAome for different tissues of cetaceans; 2) test the potential of using miRNA biomarkers in cetacean blow to address key knowledge gaps in free-swimming large cetaceans and 3) develop an ‘open access’ database for cetacean miRNA resources to facilitate data sharing and advancements worldwide.