BETA-BET: New Gene Therapy Project Offers Hope for Thalassemia

A new research project at The Cyprus Institute of Neurology & Genetics aims to develop a one-time, curative therapy for the most common forms of the disease in Cyprus

Nicosia, Cyprus – The Molecular Genetics Thalassaemia Department (MGTD) of The Cyprus Institute of Neurology & Genetics (CING) proudly announces the launch of a new research project, BETA-BET: Targeted Base Editing for Beta Thalassemia. β-Thalassemia is a severe inherited blood disorder caused by mutations (errors) in the β-globin gene (HBB), which encodes a key component of hemoglobin – the protein responsible for transporting oxygen throughout the body. Individuals affected by the disease typically depend on lifelong blood transfusions to compensate for ineffective red blood cell production and to manage chronic anemia. The 24-month project aims to advance a personalized gene therapy approach for the HBB^IVSI-110 mutation, the most common cause of β-thalassemia in Cyprus. It is supported with a total budget of €198,828, funded by the Research & Innovation Foundation (RIF) and co-funded by the European Union and the Republic of Cyprus.

The BETA-BET project builds on the success of a previous RIF-funded research program, conducted in collaboration with George Papanikolaou Hospital, Aristotle University of Thessaloniki (Greece), and University of Freiburg (Germany), which provided the preclinical evaluation of these gene-editing tools in hematopoietic stem cells derived from individuals carrying two copies of HBB^IVSI-110 mutation (HBB^IVSI-110 homozygous). That study successfully showed that the gene-editing tools could efficiently correct the genetic mutation, restore the production of healthy red blood cells, and enable the corrected cells to survive and function long-term in preclinical murine models, outperforming other, nuclease-based approaches.

The new BETA-BET project focuses on two primary scientific aims. The first is to expand and validate the effectiveness of the cutting-edge "base editing" therapy for a much larger number of people living with β-thalassemia, referred to as 'compound heterozygotes. These individuals carry the HBB^IVSI-110 mutation in combination with another mutation in the HBB gene. Globally, compound heterozygotes are more than three times as common as those homozygotes for the mutation previously studied, underscoring the importance of this research, particularly in countries, like Greece and Egypt, where the HBB^IVSI-110 mutation occurs at a relatively high frequency (above 19%). Base editing technology works like a tiny, “biological” pencil and eraser, precisely targeting the exact spot in the DNA where a “single-letter typo” occurs. It can erase the mistake and rewrite the correct “letter”, restoring the normal sequence. Unlike older methods, this advanced approach does not cut the DNA, making it much safer form of gene therapy. By demonstrating the treatment’s effectiveness in a broader patient group, the project aims to expand its clinical applicability and offer a potential cure to a large number of people living with thalassemia in Cyprus and around the world.

The second aim is to develop a new delivery system using 'engineered virus-like particles' (eVLPs). These eVLPs act like microscopic delivery drones, designed to carry the gene-editing tools directly to the blood-producing stem cells. Establishing this platform is a critical first step towards creating future therapies that could be given directly to the individual as a simple injection, potentially avoiding the complex, costly and harsh process of removing, editing, and returning cells to the body.

The BETA-BET program is a crucial step toward a potential cure for the majority of people living with thalassemia. By expanding the therapy’s reach and pioneering new delivery methods, this research brings a personalized, one-time treatment closer to reality. 

The project officially commenced on June 1^st, 2025 under the coordination of Dr. Petros Patsali, Associate Scientist at MGTD, alongside Dr. Carsten W. Lederer (Head of Department), Dr. Nikoletta Papaioannou (Postdoctoral Researcher) and Dr. Panayiota Papasavva (Hematologist, Clinician-Researcher). The project brings together a powerful consortium of national and international collaborators, including Dr. Soteroula Christou (State Health Services Organization’s Thalassaemia Clinic, Cyprus), Prof. Dr. Toni Cathomen (University Medical Center Freiburg, Germany), Dr. Annarita Miccio (Imagine Institute of Genetic Diseases, France), and Dr. Maria N. Dimopoulou (Laiko General Hospital Athens, Greece).

The Research Team at CING:
Dr. Petros Patsali, PhD Dr. Carsten W. Lederer, PhD Dr. Panayiota Papasavva, MD, PhD Dr. Nikoletta Papaioannou, PhD
Molecular Genetics Thalassaemia Department, The Cyprus Institute of Neurology & Genetics

BETA-BET: Νέο έργο γονιδιακής θεραπείας προσφέρει ελπίδα για τη θαλασσαιμία

Ένα νέο ερευνητικό έργο στο ΙΝΚΓ στοχεύει στην ανάπτυξη μιας εφάπαξ, ριζικής θεραπείας για τους πιο κοινούς τύπους της νόσου στην Κύπρο
 
Το Τμήμα Μοριακής Γενετικής Θαλασσαιμίας (ΤΜΓΘ) του Ινστιτούτου Νευρολογίας & Γενετικής Κύπρου (ΙΝΓΚ) ανακοινώνει  την έναρξη ενός νέου ερευνητικού έργου, του BETA-BET: Στοχευμένη Επεξεργασία Βάσεων για τη β- θαλασσαιμία. Η β-θαλασσαιμία είναι μια σοβαρή κληρονομική αιματολογική διαταραχή που προκαλείται από μεταλλάξεις στο γονίδιο της β-σφαιρίνης (HBB). Το γονίδιο αυτό κωδικοποιεί ένα βασικό συστατικό της αιμοσφαιρίνης – της πρωτεΐνης που μεταφέρει το οξυγόνο σε όλο το σώμα. Τα άτομα που πάσχουν από τη νόσο απαιτείται να υποβάλλονται σε δια βίου μεταγγίσεις αίματος για την αποκατάσταση των επιπέδων της αιμοσφαιρίνης και τη διαχείριση της χρόνιας αναιμίας.  

Το έργο, με συνολικό προϋπολογισμό €198.828, χρηματοδοτείται από το Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση και την Κυπριακή Δημοκρατία. Το πρόγραμμα BETA-BET ανοίγει τον δρόμο για μια πιθανή οριστική θεραπεία για την πλειοψηφία των ατόμων που ζουν με θαλασσαιμία στην Κύπρο και στις γειτονικές χώρες. Διευρύνοντας την εμβέλεια της θεραπείας και πρωτοπορώντας με νέες μεθόδους χορήγησης, η έρευνα αυτή φέρνει μια εξατομικευμένη, εφάπαξ θεραπεία πιο κοντά στην κυπριακή πραγματικότητα. 
Το έργο BETA-BET βασίζεται στην επιτυχία ενός προηγούμενου ερευνητικού προγράμματος που επίσης χρηματοδοτήθηκε από το ΙδΕΚ, το οποίο υλοποιήθηκε σε συνεργασία με το Νοσοκομείο Γεώργιος Παπανικολάου, το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης και το Πανεπιστήμιο του Φράιμπουργκ. Στο πλαίσιο της έρευνας πραγματοποιήθηκε η προκλινική αξιολόγηση εργαλείων γονιδιακής επεξεργασίας σε αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα που προέρχονταν από άτομα με β-θαλασσαιμία, τα οποία ήταν ομόζυγα για τη μετάλλαξη HBB^IVSI-110, είχαν δηλαδή κληρονομήσει δύο αντίγραφα της ίδιας μετάλλαξης.

Η μελέτη αυτή κατέδειξε με επιτυχία ότι τα εργαλεία γονιδιακής επεξεργασίας διορθώνουν αποτελεσματικά τη γενετική μετάλλαξη, αποκαθιστούν την παραγωγή αιμοσφαιρίνης, ενώ τα διορθωμένα κύτταρα επιβιώνουν και λειτουργούν μακροπρόθεσμα σε προκλινικά μοντέλα ποντικών, υπερτερώντας άλλων προσεγγίσεων που βασίζονται σε νουκλεάσες. 

Το νέο έργο BETA-BET εστιάζει σε δύο κύριους επιστημονικούς στόχους: 

Ο πρώτος στόχος είναι η επέκταση και η επικύρωση της αποτελεσματικότητας της πρωτοποριακής θεραπείας «επεξεργασίας βάσεων» (base editing) σε μεγαλύτερη ομάδα ατόμων με β-θαλασσαιμία, που είναι αυτή των σύνθετων ετεροζυγωτών. Αυτά τα άτομα φέρουν τη μετάλλαξη HBB ^IVSI-110 σε συνδυασμό με μια δεύτερη μετάλλαξη στο γονίδιο HBB.  Σε χώρες όπως η Ελλάδα και η Αίγυπτος, όπου η γενετική μετάλλαξη HBB ^IVSI-110 είναι ιδιαίτερα συχνή, οι σύνθετοι ετεροζυγώτες απαντώνται με τριπλάσια συχνότητα σε σχέση με τους ομοζυγώτες για τη μετάλλαξη HBB ^IVSI-110, που αποτελούσαν μέχρι τώρα το κύριο αντικείμενο μελέτης. Αυτό καθιστά το έργο ΒΕΤΑ-ΒΕΤ εξαιρετικά σημαντικό, καθώς εστιάζει σε μια πολύ μεγαλύτερη ομάδα ασθενών. 

Η τεχνολογία επεξεργασίας βάσεων λειτουργεί σαν ένα μικροσκοπικό «βιολογικό μολύβι με γόμα», το οποίο στοχεύει με ακρίβεια το σημείο του DNA όπου υπάρχει ένα σφάλμα ενός μόνο «γράμματος». Το σβήνει και το αντικαθιστά με το σωστό, αποκαθιστώντας τη φυσιολογική αλληλουχία. Σε αντίθεση με παλαιότερες τεχνικές, δεν κόβει το DNA, γεγονός που την καθιστά μια εξαιρετικά ασφαλή μορφή γονιδιακής θεραπείας. Η επιτυχής εφαρμογή της σε αυτή τη μεγαλύτερη ομάδα ασθενών θα μπορούσε να επεκτείνει σημαντικά το πεδίο χρήσης της και να προσφέρει πιθανή θεραπεία στην πλειοψηφία των ατόμων με θαλασσαιμία στην Κύπρο και διεθνώς.

Ο δεύτερος στόχος είναι η ανάπτυξη ενός νέου συστήματος χορήγησης της θεραπείας με τη χρήση «κατασκευασμένων σωματιδίων που μοιάζουν με ιούς» (engineered virus-like particles - eVLPs). Αυτά τα eVLPs λειτουργούν σαν μικροσκοπικά drones μεταφοράς, σχεδιασμένα να μεταφέρουν τα εργαλεία γονιδιακής επεξεργασίας απευθείας στα βλαστοκύτταρα που παράγουν αίμα. Η καθιέρωση αυτής της θεραπευτικής πλατφόρμας είναι ένα κρίσιμο πρώτο βήμα προς τη δημιουργία μελλοντικών θεραπειών που θα μπορούσαν να χορηγηθούν απευθείας στο άτομο ως μια απλή ένεση, αποφεύγοντας δυνητικά την ισχύουσα πολύπλοκη και δαπανηρή διαδικασία αφαίρεσης, επεξεργασίας και επιστροφής των κυττάρων στο σώμα. 

Το έργο ξεκίνησε επίσημα την 1η Ιουνίου 2025 και διεξάγεται υπό την ευθύνη και συντονισμό του κύριου ερευνητή Δρ. Πέτρου Πατσαλή, Associate Scientist στο ΤΜΓΘ, σε συνεργασία με τον Δρ. Carsten W. Lederer (Διευθυντή του Τμήματος), τη Δρ. Νικολέττα Παπαϊωάννου (μεταδιδακτορική ερευνήτρια) και τη Δρ. Παναγιώτα Παπασάββα (αιματολόγο, κλινική ερευνήτρια). Το έργο συγκεντρώνει μια ισχυρή κοινοπραξία εθνικών και διεθνών συνεργατών:  τη Δρ. Σωτηρούλα Χρίστου  (Κλινική Θαλασσαιμίας του Οργανισμού Κρατικών Υπηρεσιών Υγείας, Κύπρο), τον Καθ. Dr. Toni Cathomen (Πανεπιστημιακό Ιατρικό Κέντρο του Freiburg, Γερμανία), τη Δρ. Annarita Miccio (Ινστιτούτο Γενετικών Ασθενειών Imagine, Γαλλία) και τη Δρ. Μαρία Ν. Δημοπούλου (Λαϊκό Γενικό Νοσοκομείο Αθηνών, Ελλάδα).