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Le metastasi cerebrali rappresentano il tipo più comune di tumore cerebrale maligno negli adulti, verificandosi circa dieci volte più frequentemente dei tumori cerebraliprimari 1. Si stima che il 10%–20% dei pazienti con cancro sistemico svilupperà metastasi cerebrali durante le fasi avanzate della malattia, che rappresenta una delle principali cause dimortalità 1,2. Nonostante i notevoli progressi nel trattamento dei tumori primari, la prognosi per i pazienti con metastasi cerebrali rimane negativa. Il tasso di sopravvivenza annuale dei pazienti con metastasi cerebrale è inferiore al 20%3. Il meccanismo del perché e del come alcuni tumori metastatizzano nel cervello rimane sconosciuto. La sfida terapeutica è aggravata dalla biologia unica delle metastasi cerebrali, inclusa la presenza della BBB, il microambiente immunitario cerebrale distinto e le complesse interazioni delle cellule tumorali con le celluleneurogliali 4,5.
Sia la ricerca farmacodinamica che quella patogenesi sulla metastasi cerebrale si basano fortemente su modelli animali preclinici precisi che riproducono accuratamente il processo patologico umano. I modelli animali attuali di metastasi cerebrale, sebbene ampiamente utilizzati, si basano principalmente su impianto ortotopico intracranico, iniezione endovenosa o nella vena caudale, iniezione intracardiaca o iniezione intracarotide 6,7,8,9,10. Tuttavia, questi modelli rispecchiano in modo imperfetto la progressione della malattia umana, spesso fallendo nel cogliere passaggi chiave come l'estravasazione delle cellule tumorali su un BBB intatto in condizioni di flussofisiologico 11. Le iniezioni endovenose e intracardiache portano a una bassa efficienza nella formazione tumorale specifica del cervello e spesso portano a diffuse metastasi extracraniche, causando morte prematura degli animali prima dello sviluppo di metastasi cerebralisostanziali 12. Il metodo tradizionale di iniezione dell'arteria intracarotide aumenta i tassi di formazione di tumori intracranici ma richiede la legatura permanente della CCA. Alterando l'emodinamica cerebrale, questa legatura può indurre ischemia nelle regioni cerebrali ipsilaterali e compromettere i flussi sanguigni fisiologici necessari per la consegna delle cellule tumorali, influenzando così la loro distribuzione spaziale e la nicchia di colonizzazione all'interno delcervello 13,14.
Modelli animali di alta qualità che possono imitare più fedelmente la fisiopatologia della metastasi cerebrale sonofondamentali 15. Un modello ideale di metastasi cerebrale dovrebbe ricapitolare l'intera cascata metastatica, includendo l'orientamento delle cellule tumorali verso la vascolatura cerebrale, l'estravasazione attraverso la barriera emato-encefalica (BBB) e le interazioni dinamiche con il microambientecerebrale 16. L'alta fedeltà al modello è fondamentale sia per gli studi meccanicistici che per la valutazioneterapeutica 6. Tuttavia, i modelli esistenti di iniezione intracarotide non riproducono completamente condizioni fisiologiche chiave, in particolare la conservazione del flusso sanguigno cerebrale normale e la distribuzione naturale delle cellule tumorali circolanti.
Per superare i limiti dei modelli preclinici esistenti di metastasi cerebrale, è stato sviluppato un modello animale ad alta fedeltà che riproduce più accuratamente la cascata metastatica basato sulla tecnica IPI e sulla riparazione microchirurgica delle arterie. Questo metodo prevede un'occlusione arteriosa transitoria dopo l'iniezione di cellule tumorali, seguita da una riparazione meticolosa del sito di puntura arteriosa per ripristinare il flusso fisiologico sanguigno alla CCA ipsilaterale. Questo approccio non solo migliora la coerenza e i tassi di successo del modello, ma anche, cosa fondamentale, preserva la BBB mantenendo l'emodinamica cerebrale nativa. Minimizzando la perturbazione del flusso sanguigno cerebrale, il modello modificato di iniezione intracarotide fornisce una piattaforma ad alta fedeltà che riproduce con maggiore precisione il processo naturale di colonizzazione metastatica cerebrale, offrendo così uno strumento migliorato per indagare i meccanismi della metastasi cerebrale e valutare potenziali terapie.