La tasa de supervivencia en aumento para el cáncer de mama en etapa temprana en los Estados Unidos ha creado una población creciente de mujeres en remisión con riesgo de recurrencia a distancia, con diseminación metastásica al cerebro que muestra un pronóstico especialmente pobre. El estándar actual de atención para las metástasis cerebrales del cáncer de mama no está bien definido ni diferenciado del tratamiento de las metástasis cerebrales de otros sitios primarios. Aquí presentamos modelos de tejidos ingenierizados de los microambientes del cáncer de mama primario y metastásico al cerebro informados por el análisis de resecciones tumorales de pacientes. Descubrimos que las resecciones metastásicas muestran componentes celulares y de matriz distintos en comparación con las resecciones primarias o controles no cancerosos. Utilizando nuestros sistemas de modelo, descubrimos que la deposición observada de colágeno I después de la metástasis al cerebro puede mejorar la invasión del cáncer de mama. La futura optimización de estos modelos presentará una plataforma novedosa para examinar las interacciones tumor-estroma y evaluar terapias para el manejo del cáncer de mama metastásico.