Block of neural Kv1.1 potassium channels for neuroinflammatory disease therapy.
OBJECTIVE
We asked whether blockade of voltage-gated K+ channel Kv1.1, whose altered axonal localization during myelin insult and remyelination may disturb nerve conduction, treats experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE).


METHODS
Electrophysiological, cell proliferation, cytokine secretion, immunohistochemical, clinical, brain magnetic resonance imaging, and spectroscopy studies assessed the effects of a selective blocker of Kv1.1, BgK-F6A, on neurons and immune cells in vitro and on EAE-induced neurological deficits and brain lesions in Lewis rats.


RESULTS
BgK-F6A increased the frequency of miniature excitatory postsynaptic currents in neurons and did not affect T-cell activation. EAE was characterized by ventriculomegaly, decreased apparent diffusion coefficient, and decreased (phosphocreatine + beta-adenosine triphosphate)/inorganic phosphate ratio. Reduced apparent diffusion coefficient and impaired energy metabolism indicate astrocytic edema. Intracerebroventricularly BgK-F6A-treated rats showed attenuated clinical EAE with unexpectedly reduced ventriculomegaly and preserved apparent diffusion coefficient values and (phosphocreatine + beta-adenosine triphosphate)/inorganic phosphate ratio. Thus, under BgK-F6A treatment, brain damage was dramatically reduced and energy metabolism maintained.


CONCLUSIONS
Kv1.1 blockade may target neurons and astrocytes, and modulate neuronal activity and neural cell volume, which may partly account for the attenuation of the neurological deficits. We propose that Kv1.1 blockade has a broad therapeutic potential in neuroinflammatory diseases (multiple sclerosis, stroke, and trauma).
Beraud
Evelyne
E
Service d'Immunologie, Faculté de Médecine, Université de la Méditerranée, Marseille, France.
Viola
Angèle
A
Centre de Résonance Magnétique Biologique et Médicale, Unité Mixte de Recherche Centre National de la Recherche Scientifique 6612, Faculté de Médecine, Université de la Méditerranée, Marseille, France.
Regaya
Imed
I
Laboratoire d'Ingénierie des Protéines, Unité Mixte de Recherche Centre National de la Recherche Scientifique 6560; Institut Fédératif de Recherche Jean Roche, Marseille, France.
Confort-Gouny
Sylviane
S
Centre de Résonance Magnétique Biologique et Médicale, Unité Mixte de Recherche Centre National de la Recherche Scientifique 6612, Faculté de Médecine, Université de la Méditerranée, Marseille, France.
Siaud
Philippe
P
Laboratoire d'Otologie, Equipe Propre Institut National de la Sante et de la Recherche Médicale 19902, Institut Fédératif de Recherche Jean Roche, Marseille, France.
Ibarrola
Danielle
D
Centre de Résonance Magnétique Biologique et Médicale, Unité Mixte de Recherche Centre National de la Recherche Scientifique 6612, Faculté de Médecine, Université de la Méditerranée, Marseille, France.
Le Fur
Yann
Y
Centre de Résonance Magnétique Biologique et Médicale, Unité Mixte de Recherche Centre National de la Recherche Scientifique 6612, Faculté de Médecine, Université de la Méditerranée, Marseille, France.
Barbaria
Jocelyne
J
Service d'Immunologie, Faculté de Médecine, Université de la Méditerranée, Marseille, France.
Pellissier
Jean-François
JF
Laboratoire de Biopathologie Nerveuse et Musculaire, Faculté de Médecine, Université de la Méditerranée, Marseille, France.
Sabatier
Jean-Marc
JM
Laboratoire d'Ingénierie des Protéines, Unité Mixte de Recherche Centre National de la Recherche Scientifique 6560; Institut Fédératif de Recherche Jean Roche, Marseille, France.
Medina
Igor
I
Institut de Neurobiologie de la Méditerranée, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale U29, Marseille, France.
Cozzone
Patrick J
PJ
Centre de Résonance Magnétique Biologique et Médicale, Unité Mixte de Recherche Centre National de la Recherche Scientifique 6612, Faculté de Médecine, Université de la Méditerranée, Marseille, France.
D000818:Animals; D001253:Astrocytes / Q000187:drug effects / Q000473:pathology; D001812:Blood-Brain Barrier / Q000187:drug effects; D001929:Brain Edema / Q000209:etiology / Q000378:metabolism / Q000473:pathology; D049109:Cell Proliferation / Q000187:drug effects; D003064:Cnidarian Venoms / Q000494:pharmacology* / Q000627:therapeutic use*; D004681:Encephalomyelitis, Autoimmune, Experimental / Q000150:complications / Q000188:drug therapy* / Q000378:metabolism*; D009682:Magnetic Resonance Spectroscopy / Q000379:methods; D051381:Rats; D011917:Rats, Inbred Lew; D051637:Shaker Superfamily of Potassium Channels / Q000037:antagonists & inhibitors* / Q000378:metabolism*
D003064:Cnidarian Venoms; D051637:Shaker Superfamily of Potassium Channels; C104455:toxin BgK