Le metastasi cerebrali del cancro al seno (BCBM) si sviluppano quando le cellule si diffondono dal tumore mammario primario al cervello. Il cancro al seno è la seconda causa più frequente di metastasi cerebrali dopo il cancro del polmone, con metastasi che si verificano nel 10-16% dei pazienti1. Sfortunatamente, le metastasi cerebrali rimangono incurabili poiché >80% dei pazienti muore entro un anno dalla diagnosi di metastasi cerebrali e la loro qualità di vita è compromessa a causa di disfunzioni neurologiche2. C'è un urgente bisogno di identificare opzioni di trattamento più efficaci. I modelli di coltura monostrato bidimensionali o tridimensionali sono i metodi più comunemente usati per testare gli agenti terapeutici in laboratorio. Tuttavia, non imitano il complesso microambiente BCBM, uno dei principali driver del fenotipo tumorale e della crescita. Sebbene questi modelli siano utili, non catturano le complesse interazioni tumore-stromale, i requisiti metabolici unici e l'eterogeneità dei tumori3. Per ricapitolare più fedelmente le interazioni tumore-stromale e l'eterogeneità del microambiente, il nostro gruppo e altri hanno iniziato a generare metastasi cerebrali organotipiche "slice" colture con cellule tumorali derivate dal paziente (primarie o metastatiche) o linee cellulari tumorali 4,5,6. Rispetto ai sistemi classici in vitro, questo modello ex vivo a breve termine può fornire condizioni più rilevanti per lo screening di nuove terapie prima della valutazione preclinica in grandi coorti di animali.
Modelli ex vivo sono stati costruiti e utilizzati con successo principalmente per l'identificazione di trattamenti di successo di vari tumori. Richiedono alcuni giorni di valutazione e inoltre possono essere adattati allo screening farmacologico specifico del paziente. Ad esempio, i tessuti ex vivo del cancro della vescica e della prostata umano hanno mostrato una risposta antitumorale dose-dipendente di docetaxel e gemcitabina7. Simili tessuti di carcinoma colorettale ex vivo sono stati sviluppati per lo screening dei farmaci chemioterapici Oxaliplatino, Cetuximab e Pembrolizumab8. Questa applicazione è stata ampiamente utilizzata nel cancro del pancreas, considerando l'interazione essenziale tra l'ambiente stromale e le caratteristiche genotipiche e fenotipiche dell'adenocarcinoma duttale pancreatico 9,10. Inoltre, tali modelli organotipici sono stati sviluppati per screening simili nei tumori della testa, del collo, gastrici e della mammella11,12.
Qui, viene generato un modello ex vivo di fette di cervello di cellule tumorali metastatiche cerebrali xenografate del cancro al seno nel loro microambiente. I topi sono stati iniettati intracranicamente con carcinoma mammario cerebrale metastatico trofico mdA-MB-231BR cellule13 nel lobo parietale della corteccia cerebrale - un sito comune di metastasi TNBC14,15 e permesso di sviluppare tumori. Le fette di cervello sono state generate da questi animali xenografati e mantenute ex vivo come colture organotipiche come descritto16,17. Questo nuovo modello ex vivo consente l'analisi della crescita delle cellule BCBM all'interno del parenchima cerebrale e può essere utilizzato per testare agenti terapeutici ed effetti delle radiazioni sulle cellule tumorali all'interno del microambiente cerebrale.