Per molti anni la chemioterapia ha giocato un ruolo marginale nel trattamento dei pazienti con metastasi cerebrali, per via della presenza della barriera BEE, limitante l'accesso di farmaci idrofilici e/o di grosse dimensioni all'encefalo. In realtà, la BEE è spesso alterata in presenza di metastasi cerebrali per cui molti agenti chemioterapici possono raggiungere concentrazioni efficaci a livello tumorale. La chemiosensibilità intrinseca delle cellule tumorali è uno dei fattori critici nella risposta alla chemioterapia.I tassi di risposta delle metastasi cerebrali riflette la chemiosensibilità del tumore primitivo: relativamente alta nel SCLC (30-80%), intermedia nel tumore mammario (30-50%) e nel NSCLC (10-30%) e bassa nel melanoma (10-15%); la risposta a livello encefalico non sempre correla con la risposta a livello dei siti extracranici.E' stato ipotizzato [Gerstner ER. et al., 2007] che le metastasi cerebrali da tumori primitivi con un'espressione intrinseca bassa di P-glicoproteina (P-gp, proteina associata a chemio resistenza) abbiano vasi maggiormente permeabili ai farmaci antineoplastici.L'associazione di radio e chemioterapia non migliora la sopravvivenza, ed è questo il caso degli studi condotti sul temozolomide (TMZ) [Antonadou D. et al., 2002 ].Studi promettenti di fase I-II sono in corso su topotecan e radioterapia [Hedde JP. et al., 2007].Negli ultimi anni si è posta grande attenzione alla ricerca di target therapies per pazienti con metastasi cerebrali [Drappatz J. et al., 2006].