Uno dei più comuni effetti avversi neurologici della chemioterapia è un declino nelle funzioni cognitive, spesso associato ad alterazioni alla neuroimaging, come leucoencefalopatia, atrofia cerebrale e calcificazioni distrofiche. Tra i farmaci responsabili sono descritti il methotrexate, per via endovenosa o intratecale, da solo o in associazione all'irradiazione profilattica del sistema nervoso centrale, l'Ara-C e la fludarabina.Il methotrexate può indurre leucoencefalopatia con meccanismi non completamente conosciuti: nei pazienti con leucemia, infiltrati leucemici nel sistema nervoso centrale possono ostacolare la clearance del farmaco dal liquido cefalorachidiano; l'eventuale radioterapia può alterare la permeabilità della barriera ematoencefalica, consentendo la penetrazione nel tessuto cerebrale di eccessive quantità di farmaco; il methotrexate inoltre inibisce le reazioni di metilazione, necessarie per la sintesi delle proteine della mielina. La fludarabina è stata associata anche alla leucoencefalite multifocale progressiva, con identificazione del virus JC alla biopsia cerebrale, ma il ruolo esatto del farmaco in questo caso non è chiaro [9,10].