Abstract Inhibitors of voltage-gated sodium channels (Na V s) are important anti-epileptic drugs, but the contribution of specific channel isoforms is unknown since available inhibitors are nonselective. We created a series of compounds with diverse selectivity profiles enabling block of Na V 1.6 alone or together with Na V 1.2. Mice with a heterozygous gain-of-function mutation (N1768D/+) in Scn8a (encoding Na V 1.6) responded with a tonic-clonic seizure to a mild 6 Hz stimulus that was innocuous to wild-type mice. Pharmacologic inhibition of Na V 1.6 in Scn8a N1768D/+ mice prevented seizures. Inhibitors were also effective in a direct current maximal electroshock seizure assay in wild-type mice. Na V 1.6 inhibition correlated with efficacy in both models, even without inhibition of other CNS Na V isoforms. Our data suggest Na V 1.6 inhibition is a driver of efficacy for Na V inhibitor anti-seizure medicines. Selective Na V 1.6 inhibitors may provide targeted therapies for human Scn8a developmental and epileptic encephalopathies and better tolerated treatments for idiopathic epilepsies. Graphical Abstract

Abstract Voltage-gated sodium ion channels allow for the initiation and transmission of action potentials. There is a high interest in research and drug development to selectively target these ion channels to treat epilepsy and other disorders such as pain. Scientific literature and presentations often incorporate maps of these integral membrane proteins with markers indicating gene mutations to highlight genotype/phenotype correlations. There is a need for automated tools to create high quality figures with mutation (variant) locations displayed on these channel maps. This manuscript introduces a simple application to create visualization for mutations on alpha voltage-gated sodium channels, created using the D3.js library. The application allows for mapping of variant sequences, as well as important properties like the type of variant and the phenotypes linked to the variant. It also allows for customizability and the production of high-quality images for publication. This application and code base can further be extrapolated to other ion channels as well.

ABSTRACT Divalent metal transporter 1 (DMT1) cotransports ferrous iron and protons and is the primary mechanism for uptake of non-heme iron by enterocytes. Inhibitors are potentially useful as therapeutic agents to treat iron overload disorders such as hereditary hemochromatosis or β-thalassemia intermedia, provided that inhibition can be restricted to the duodenum. We used a calcein quench assay to identify human DMT1 (hDMT1) inhibitors. Dimeric constructs were made to generate more potent compounds with low systemic exposure. Direct block of DMT1 was confirmed by voltage clamp measurements. The lead compound, XEN602, strongly inhibits dietary iron uptake in both rats and pigs, yet has negligible systemic exposure. Efficacy is maintained for >2 weeks in a rat subchronic dosing assay. Doses that lowered iron content in the spleen and liver by >50% had no effect on the tissue content of other divalent cations except for cobalt. XEN602 represents a powerful pharmacological tool for understanding the physiological function of DMT1. SIGNIFICANCE STATEMENT This report introduces methodology to develop potent, gut-restricted inhibitors of DMT1 and identifies XEN602 as a suitable compound for in vivo studies. We also report novel animal models to quantify the inhibition of dietary uptake of iron in both rodents and pigs. This research shows that inhibition of DMT1 is a promising means to treat iron overload disorders.

Abstract NBI-921352 (formerly XEN901) is a novel sodium channel inhibitor designed to specifically target Na V 1.6 channels. Such a molecule provides a precision-medicine approach to target SCN8A -related epilepsy syndromes ( SCN8A -RES), where gain-of-function (GoF) mutations lead to excess Na V 1.6 sodium current, or other indications where Na V 1.6 mediated hyper-excitability contributes to disease (Gardella and Moller, 2019; Johannesen et al., 2019; Veeramah et al., 2012). NBI-921352 is a potent inhibitor of Na V 1.6 (IC 50 0.051 µM), with exquisite selectivity over other sodium channel isoforms (selectivity ratios of 756X for Na V 1.1, 134X for Na V 1.2, 276X for Na V 1.7, and >583X for Na V 1.3, Na V 1.4, and Na V 1.5). NBI-921352 is a state-dependent inhibitor, preferentially inhibiting activated (inactivated or open) channels. The state dependence leads to potent stabilization of inactivation, inhibiting Na V 1.6 currents, including resurgent and persistent Na V 1.6 currents, while sparing the closed/rested channels. The isoform-selective profile of NBI-921352 led to a robust inhibition of action-potential firing in glutamatergic excitatory pyramidal neurons, while sparing fast-spiking inhibitory interneurons, where Na V 1.1 predominates. Oral administration of NBI-921352 prevented electrically induced seizures in a Scn8a GoF mouse, as well as in wild-type mouse and rat seizure models. NBI-921352 was effective in preventing seizures at lower brain and plasma concentrations than commonly prescribed sodium channel inhibitor antiseizure medicines (ASMs) carbamazepine, phenytoin, and lacosamide. NBI-921352 was well tolerated at higher multiples of the effective plasma and brain concentrations than those ASMs. NBI-921352 is entering phase II proof-of-concept trials for the treatment of SCN8A- developmental epileptic encephalopathy ( SCN8A -DEE) and adult focal-onset seizures.