A morte programada de uma célula é chamada de apoptose, um evento geralmente causado por danos internos ou por sinais dos tecidos circundantes. A apoptose e o câncer estão relacionados de duas maneiras importantes. Primeiro, os tumores não podem crescer se o sistema normal de segurança dentro do corpo os detecta e ativa sua autodestruição, então os cânceres freqüentemente bloqueiam os mecanismos pelos quais o corpo marca o crescimento descontrolado do tecido para apoptose. Em segundo lugar, as células cancerosas inativam os genes que codificam as proteínas necessárias para destruir as células malignas. As quimioterapias tiram vantagem da relação entre apoptose e câncer, danificando os tumores e marcando-os para morrer.
A apoptose ocorre quando sinais químicos iniciam um processo de autodestruição dentro de uma célula, por meio de mudanças na membrana, degradação do DNA no núcleo e digestão de proteínas celulares por enzimas especializadas. Existem dois tipos de vias que farão uma célula sofrer apoptose: a intrínseca, que é iniciada por mutações no DNA, e a extrínseca, que recebe suas sugestões de fora da célula. A via extrínseca pode ser desencadeada por hormônios, toxinas e outras moléculas capazes de ativar locais especiais na célula conhecidos como receptores de morte.
Durante os estágios iniciais da formação do tumor, ocorrem mutações no DNA que alteram a relação entre a apoptose e o câncer, permitindo o crescimento celular descontrolado. O câncer envolve mudanças patológicas no ciclo pelo qual as células se reproduzem e proliferam, eventos que normalmente desencadeiam a apoptose quando são detectados em células saudáveis. Isso às vezes é feito suprimindo a codificação dos genes para proteínas importantes que o corpo usa para sinalizar tecidos cancerosos para eliminação por apoptose. Os tumores também podem secretar mensageiros químicos que confundem ou bloqueiam o processo que normalmente ordenaria que as células cancerosas se autodestruíssem.
Um gene importante, o p53, codifica para proteínas mensageiras que causam apoptose. Alguns cânceres causados por vírus suprimem a ativação desse gene e tornam as células tumorais menos responsivas à ativação dos receptores de morte. Seja causada por vírus ou não, a produção celular de substâncias que aumentam o crescimento é aumentada nos tumores. Normalmente, o corpo responde à proliferação descontrolada de um determinado tipo de célula, causando apoptose em massa, mas durante a oncogênese – a formação do câncer – o equilíbrio entre a apoptose e o câncer inclina-se para o crescimento celular, não para a morte.
Os tratamentos quimioterápicos geralmente dependem da relação entre apoptose e câncer. A maioria dessas drogas também interfere na síntese do DNA e na divisão ou crescimento celular, mas esses mecanismos, em última análise, funcionam para destruir as células tumorais antes que se dividam e façam mais cópias de si mesmas. Vários medicamentos ativam diferentes pontos ao longo do caminho que leva à morte celular programada também, às vezes aumentando a sensibilidade dos receptores de morte nas células tumorais. Uma vez que algumas doenças malignas não respondem mais aos sinais de autodestruição, os cientistas estão interessados em desenvolver quimioterapias que possam induzir os eventos naturais de apoptose diretamente.