Las metástasis cerebrales son los tumores malignos más comunes que afectan al sistema nervioso central (SNC), y ocurren con más frecuencia que los tumores cerebrales primarios. El cáncer de pulmón, el cáncer de mama y el melanoma son los cánceres principales que más a menudo metastatizan al cerebro1. Entre ellas, las metástasis cerebrales con cáncer de mama (BCBM) representan un desafío clínico importante, afectando entre el 10% y el 30% de las pacientes con enfermedad metastásica y mostrando una incidencia creciente debido a terapias sistémicas mejoradas y avances enneuroimagen 2. El pronóstico para los pacientes con BCBM sigue siendo deficiente, ya que los tratamientos disponibles —incluyendo cirugía, radioterapia y quimioterapia— son en gran parte paliativos, y los síntomas neurológicos afectan gravemente a la calidadde vida 3. Aunque se están explorando terapias dirigidas e inmunoterapias como estrategias complementarias, el beneficio clínico de la inmunoterapia en las metástasis cerebrales sigue siendo limitado 4,5,6.
Trabajos recientes han refinado nuestra comprensión de la inmunidad cerebral y han renovado el interés en las vías linfáticas funcionales asociadas al SNC, incluyendo los vasos linfáticos en lasmeninges 7 y la mucosanasal 8. Estas estructuras forman una red linfática continua que rodea el cerebro y se extiende junto al bulbo olfativo y la placa cribiforme, conectándose finalmente con los ganglios linfáticos cervicales. Este sistema desempeña un papel clave en la homeostasis de fluidos, la vigilancia inmunitaria y el tráfico celular inmunitario entre el SNC y los órganos linfoidesperiféricos. A medida que crece el interés en los enfoques inmunoterapéuticos para tumores cerebrales y metástasis, estas interfaces linfático-inmunes están emergiendo como vías prometedoras, aunque aún poco estudiadas, a través de las cuales la inmunidad sistémica puede comunicarse con lesiones intracraneales. Además, los mecanismos que regulan el reclutamiento de células inmunitarias en el microambiente tumoral cerebral y cómo estas células interactúan en este entorno único siguen siendo poco comprendidos. En conjunto, estas carencias subrayan la necesidad de modelos y procedimientos preclínicos que permitan un análisis exhaustivo de las interacciones tumor-inmune y apoyen el desarrollo de estrategias para mejorar la inmunidad antitumoral frente a las metástasis cerebrales.
Aquí describimos un protocolo que combina la generación de un modelo ratón BCBM reproducible e inmunocompetente mediante inoculación intracraneal estereotáxica de células E0771 con el aislamiento y disociación de las meninges y el bulbo olfativo para la inmunofenotipación mediante citometría de flujo espectral. Este enfoque permite la modelización controlada de BCBM para evaluar la seguridad y eficacia de las intervenciones terapéuticas y permite una caracterización profunda de poblaciones inmunes y estromales en la interfaz cerebro-linfático-inmune inmune, proporcionando información sobre los actores celulares que moldean el microambiente tumoral cerebral e influyen en las respuestas terapéuticas.
Los modelos animales siguen siendo indispensables para estudiar las metástasis cerebrales, ya que muchos aspectos críticos de la progresión metastásica no pueden replicarse in vitro. Se han desarrollado varios modelos ratones in vivo para generar metástasis cerebrales, cada uno con ventajas y limitaciones específicas10. Los modelos de metástasis espontástica, incluyendo implantación ortotópica o modelos murinos genéticamente modificados, imitan más de cerca la progresión clínica de la enfermedad pero rara vez generan lesiones intracraneales, requieren largos plazos experimentales y a menudo generan una alta variabilidad debido a la enfermedad extracraneal extendida. Los enfoques sistémicos, incluyendo inyecciones intracardíacas, intracarótidas o en las venas colares, introducen células tumorales en la circulación y imitan mejor la diseminación hematógena, la extravasación de barreras hematoencefálica y la colonización. Sin embargo, estos modelos no capturan los primeros pasos de la invasión tumoral primaria y producen frecuentemente metástasis extracraneales extensas y variables, especialmente en los pulmones. Entre los modelos sistémicos, la inyección intracarótida tiene la menor variabilidad, pero requiere conocimientos quirúrgicos avanzados. Alternativamente, la inyección intracraneal ofrece varias ventajas, incluyendo un control preciso de la localización tumoral, desarrollo tumoral rápido y reproducible, y una menor variabilidad entre experimentos. Este enfoque también puede complementarse con implantación tumoral primaria ortotópica seguida de una resección quirúrgica para imitar con mayor precisión el curso metastásico. Aunque la inyección intracraneal no recapitula toda la cascada metastásica y no es adecuada para estudiar la invasión y diseminación temprana, proporciona un modelo sólido para evaluar la eficacia terapéutica frente a lesiones establecidas e investigar las interacciones dentro del microambiente cerebral. Una limitación conocida es que la propia inyección puede inducir neuroinflamación local, lo que puede influir en las lecturas inmunes, que pueden evaluarse comparando perfiles inmunes en ratones inyectados y no inyectados.
La caracterización inmunitaria de las meninges y el bulbo olfativo sigue siendo un área de investigación relativamente nueva y poco explorada. La mayoría de los estudios se basan en muestras de ganglios linfáticos de todo el cerebro ocervical 11, que no logran captar la composición celular distintiva ni las funciones inmunitarias especializadas de estos tejidos asociados a la linfática. Recuperar ambas estructuras ofrece una visión más amplia e informativa de la inmunidad cerebral. Cuando se combina con citometría de flujo espectral multiparamétrico, este flujo de trabajo apoya el perfilado de alto rendimiento de poblaciones inmunitarias abundantes y raras implicadas en la comunicación inmune periférica-SNC. Esto incluye la cuantificación de marcadores superficiales e intracelulares para identificar subconjuntos celulares, evaluar estados de activación y evaluar los cambios inducidos por el tratamiento. Otras metodologías para el análisis inmunitario del SNC no cubiertas por este protocolo incluyen inmunohistoquímica (IHC) e inmunofluorescencia (IF), que preservan la distribución espacial de las células inmunitarias pero están limitadas por la multiplexación de bajos marcadores, la cuantificación subjetiva y la subrepresentación de los raros tiposcelulares 12. Más recientemente, la secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq) ha ampliado la capacidad de perfilar poblaciones inmunitarias del SNC al permitir el descubrimiento de estados celulares y programas transcripcionales a alta resolución. A pesar de ofrecer una potente visión transcriptómica, el scRNA-seq está limitado por costes, artefactos de disociación, pérdida de transcritos y pérdida de resolución a nivelde proteína 13,14. La citometría de flujo, aunque carece de análisis espacial y es sensible a los efectos relacionados con la disociación, ofrece una resolución fenotípica superior mediante un panel multiparamétrico avanzado y proporciona un robusto perfil inmunitario cuantitativo.
En conjunto, las metodologías descritas aquí proporcionan una plataforma flexible y potente para modelar la BCBM e analizar la dinámica inmunitaria en las interfaces linfáticas del SNC, apoyando el desarrollo preclínico de terapias dirigidas tanto al microambiente tumoral cerebral como a sus vías reguladoras inmunitarias asociadas.