A barreira hemato-encefálica (BBB) sempre foi considerada como tendo uma ligação estreita entre as células endoteliais e uma camada adicional de células gliais do que a parede geral capilar. É não celular e lipofílica, e apenas pequenas moléculas com um peso molecular inferior a 5.000 D podem passar através dela, enquanto a maioria dos medicamentos quimioterápicos tem um grande peso molecular, e a maioria dos medicamentos citotóxicos antitumorais têm dificuldade em passar através da BBB. Estudos recentes descobriram que no processo de No processo do carcinoma metastático, a barreira hemato-encefálica completa não pode ser formada localmente no cérebro; quando o carcinoma metastático é de 0,2mm, o BBB pode ser destruído por certos factores, fazendo-o perder as suas propriedades anatómicas e fisiológicas normais, permitindo que os medicamentos quimioterápicos entrem no tecido cerebral, e a sua taxa de resposta cerebral pode atingir 50%. Foi também demonstrado que a radioterapia tem o efeito de abrir o BBB por uma janela de 1-3 meses. Este novo conceito descrito acima avança ainda mais o desenvolvimento de agentes quimioterápicos para o tratamento de metástases cerebrais.