Kemoterapija je naziv za sistemsko liječenje zloćudnih bolesti kemijskim tvarima prirodnog ili sintetskog podrijetla koje se još nazivaju antitumorski lijekovi, citotoksični lijekovi ili citostatici. Prema mehanizmu djelovanja citostatici najčešće remete sintezu i/ili funkciju makromolekula (DNA, RNA, bjelančevine) ili funkciju staničnih organela, osobito mitotskog aparata koji omogućuje diobu stanica. Kao posljedica ovih učinaka dolazi do smrti stanica.

Citostatici se dijele u slijedeće skupine:

  • alkilirajuća sredstva
  • antimetaboliti
  • protutumorski antibiotici
  • sredstva biljnog porijekla

Alkilirajuća sredstva

Prvi alkilirajući agens, sumporni iperit, sintetiziran je u 19. stoljeću, a kao kemijsko oružje je primijenjen u Prvom svjetskom ratu. U razdoblju između dva svjetska rata sintetiziran je dušikov iperit koji se prvi put klinički primjenjuje 1942. godine i ta se godina smatra početkom razvoja moderne kemoterapije zloćudnih tumora.  Alkilirajući agensi u kemijskoj strukturi imaju jednu ili dvije alkilne grupe koje reagiraju s biološki važnim dijelovima stanice. Agensi s dvije alkilne grupe su aktivniji.
U skupinu bifunkcionalnih alkilirajućih agenasa spadaju:

  • dušični iperiti (ciklofosfamid, ifosfamid, mekloretamin, melfalan, klorambucil)
  • etilenimini i metilmelamini (tiotepa)
  • alkilsulfonati (busulfan)
  • derivati nitrozoureje (karmustin, lomustin, semustin, streptozocin)
  • triazeni (dakarbazin)
  • lijekovi s mehanizmom djelovanja sličnim alkilirajućim agensima (kompleksi platine - cisplatin, karboplatin te prokarbazin)

Najvažniji citotoksični učinci ovih lijekova su onemogućena transkripcija i replikacija DNA, ometanje metabolizma proteina i aktivnosti enzima. Stoga je njihovo djelovanje slično učinku ionizirajućeg zračenja. Otpornost tumorskih stanica na alkilirajuće agense posljedica je pojačanog popravka DNA, smanjenja stanične propusnosti za lijek te povećanja inaktivacije lijeka.

Antimetaboliti

Antimetaboliti su sintetski lijekovi koji zbog svoje kemijske sličnosti s fiziološkim tvarima blokiraju stvaranje DNA i na taj način sprječavaju rast tumorskih stanica i uzrokuju njihovo nepovratno oštećenje. Tumorske stanice su osjetljivije na djelovanje ovih lijekova zbog dokazanih metaboličkih razlika između normalnih i zloćudnih stanica.
Antimetaboliti su slijedeći:

  • analozi folne kiseline (metotreksat)
  • analozi pirimidina (5-fluorouracil, 5-fluorodeoksiuridin, citarabin)
  • analozi purina (merkaptopurin, tiogvanin, pentostatin, kladribin)

Svi ovi lijekovi djeluju specifično u fazi S staničnog ciklusa. Primjenjuju se u liječenju akutne limfoblastične, mijeloične i limfatične leukemije, ne-Hodgkinova limfoma, karcinoma dojke, testisa ili bronha.

Protutumorski antibiotici

Ovi lijekovi su inhibitori staničnog rasta. Njim pripadaju antraciklini (doksorubicin, daunorubicin), aktinomicin, bleomicin, mitomicin, plikamicin.

Sredstva biljnog porijekla

U sredstva biljnog podrijetla za liječenje zloćudnih lijekova spadaju biljni alkaloidi (vinblastin, vinkristin, vinorelbin, paklitaksel). Ovi se lijekovi vežu za diobeno vreteno, zaustavljaju diobu stanice u metafazi mitoze i uzrokuju njezinu smrt. Stoga se u literaturi vi lijekovi još nazivaju i metafaznim otrovima ili otrovima diobenog vretena. Podofilotoksini su polusintetski lijekovi izolirani iz biljke Podophyllum peltatum. U ovu skupinu lijekova pripadaju etopozid i tenipozid. Oštećuju DNA i njeno uzdužno cijepanje.