Metástases cerebrais são os tumores malignos mais comuns que afetam o sistema nervoso central (SNC), ocorrendo com mais frequência do que tumores cerebrais primários. Câncer de pulmão, câncer de mama e melanoma são os principais cânceres que mais frequentemente metastatizam para o cérebro1. Entre essas, as metástases cerebrais por câncer de mama (BCBM) representam um grande desafio clínico, afetando 10%–30% dos pacientes com doença metastática e apresentando incidência crescente devido à melhoria das terapias sistêmicas e avanços emneuroimagem 2. O prognóstico para pacientes com BCBM continua ruim, pois os tratamentos disponíveis – incluindo cirurgia, radioterapia e quimioterapia – são em grande parte paliativos, e os sintomas neurológicos impactam severamente a qualidadede vida 3. Embora terapias direcionadas e imunoterapias estejam sendo exploradas como estratégias complementares, o benefício clínico da imunoterapia em metástases cerebrais permanece limitado 4,5,6.
Trabalhos recentes refinaram nossa compreensão da imunidade cerebral e renovaram o interesse em vias linfáticas funcionais associadas ao SNC, incluindo vasos linfáticos nas meninges7 e na mucosanasal 8. Essas estruturas formam uma rede linfática contínua ao redor do cérebro e se estendendo ao lado do bulbo olfatório e da placa cribriforme, conectando-se finalmente aos linfonodos cervicales. Esse sistema desempenha papéis-chave na homeostase dos fluidos, vigilância imune e tráfico celular imunológico entre o SNC e os órgãos linfoidesperiféricos. À medida que cresce o interesse em abordagens imunoterapêuticas para tumores cerebrais e metástases, essas interfaces linfático-imunes estão emergindo como rotas promissoras, embora ainda pouco estudadas, pelas quais a imunidade sistêmica pode se comunicar com lesões intracranianas. Além disso, os mecanismos que governam o recrutamento de células imunológicas no microambiente tumoral cerebral e como essas células interagem nesse ambiente único continuam sendo pouco compreendidos. Juntas, essas lacunas ressaltam a necessidade de modelos pré-clínicos e procedimentos que permitam uma análise abrangente das interações tumor-imune e apoiem o desenvolvimento de estratégias para melhorar a imunidade antitumoral contra metástases cerebrais.
Aqui, descrevemos um protocolo que combina a geração de um modelo de camundongo BCBM reprodutível e imunocompetente por meio da inoculação intracraniana estereotáxica de células E0771 com o isolamento e dissociação das meninges e do bulbo olfatório para imunofenotipagem por citometria de fluxo espectral. Essa abordagem permite a modelagem controlada da BCBM para avaliar a segurança e eficácia das intervenções terapêuticas e possibilita caracterização aprofundada das populações imunes e estromais na interface cérebro-linfático-imune, fornecendo insights sobre os atores celulares que moldam o microambiente tumoral cerebral e influenciam as respostas de tratamento.
Modelos animais continuam sendo indispensáveis para o estudo das metástases cerebrais, pois muitos aspectos críticos da progressão metastática não podem ser replicados in vitro. Vários modelos de camundongos in vivo foram desenvolvidos para gerar metástases cerebrais, cada um com vantagens e limitações específicas10. Modelos de metástase espontânea, incluindo implantação ortotópica ou modelos de camundongos geneticamente modificados, imitam de forma mais próxima a progressão clínica da doença, mas raramente geram lesões intracranianas, exigem longos períodos experimentais e frequentemente apresentam alta variabilidade devido à doença extracraniana generalizada. Abordagens sistêmicas, incluindo injeções intracardíacas, intracarótidas ou nas veias caudais, introduzem células tumorais na circulação e imitam melhor a disseminação hematogênica, extravasamento da barreira hematoencefálica e colonização. No entanto, esses modelos não capturam as etapas iniciais da invasão tumoral primária e frequentemente produzem metástases extracranianas extensas e variáveis, especialmente nos pulmões. Entre os modelos sistêmicos, a injeção intracarótida apresenta a menor variabilidade, mas requer expertise cirúrgica avançada. Alternativamente, a injeção intracraniana oferece várias vantagens, incluindo controle preciso sobre a localização do tumor, desenvolvimento rápido e reprodutível do tumor e redução da variabilidade entre os experimentos. Essa abordagem também pode ser complementada por implantação tumoral primária ortotópica seguida de resseção cirúrgica para imitar com mais precisão o curso metastático. Embora a injeção intracraniana não recapitule toda a cascata metastática e não seja adequada para estudar invasão e disseminação precoce, ela fornece um modelo robusto para avaliar a eficácia terapêutica contra lesões estabelecidas e para investigar interações no microambiente cerebral. Uma limitação conhecida é que a própria injeção pode induzir neuroinflamação local, potencialmente influenciando as leituras imunes, que podem ser avaliadas comparando perfis imunes em camundongos injetados e não injetados.
A caracterização imune das meninges e do bulbo olfatório continua sendo uma área de pesquisa relativamente nova e pouco explorada. A maioria dos estudos se baseia em amostras de linfonodos cerebrais inteiros oucervicais 11, que não capturam a composição celular distinta e as funções imunes especializadas desses tecidos associados ao linfático. A recuperação de ambas as estruturas oferece uma visão mais ampla e informativa da imunidade cerebral. Quando combinado com citometria de fluxo espectral multiparamétrico, esse fluxo de trabalho suporta o perfil de alto rendimento de populações de células imunes abundantes e raras envolvidas na comunicação imune SNC-periferia. Isso inclui a quantificação de marcadores de superfície e intracelulares para identificar subconjuntos celulares, avaliar estados de ativação e avaliar mudanças induzidas pelo tratamento. Outras metodologias para análise imune do SNC não cobertas por este protocolo incluem imunohistoquímica (IHC) e imunofluorescência (IF), que preservam a distribuição espacial das células imunes, mas são limitadas pela multiplexação de baixos marcadores, quantificação subjetiva e sub-representação dos raros tiposcelulares 12. Mais recentemente, o sequenciamento de RNA unicelular (scRNA-seq) expandiu a capacidade de perfilar populações imunes do SNC ao possibilitar a descoberta de estados celulares e programas transcricionais em alta resolução. Apesar de oferecer um insight transcriptômico poderoso, o scRNA-seq é limitado pelo custo, artefatos de dissociação, perda de transcritos e perda de resolução em nívelproteico 13,14. A citometria de fluxo, embora não possua análise espacial e seja sensível a efeitos relacionados à dissociação, oferece resolução fenotípica superior por meio de um painel multiparamétrico avançado e proporciona um perfil imunológico quantitativo robusto.
Juntas, as metodologias descritas aqui fornecem uma plataforma flexível e poderosa para modelar a BCBM e analisar a dinâmica imune nas interfaces linfáticas do SNC, apoiando o desenvolvimento pré-clínico de terapias que visam tanto o microambiente do tumor cerebral quanto suas vias reguladoras imunológicas associadas.