Si de nouvelles familles de médicaments, telles que les dérivés de la camptothécine et les taxanes, offrent un intérêt indéniable en termes d’efficacité par rapport à un certain nombre de médicaments plus anciens, leur index thérapeutique reste étroit. Cet index, différence entre le seuil thérapeutique et le seuil toxique, caractérise la maniabilité d’un médicament. La spécificité d’action des médicaments anticancéreux vis-à-vis des cellules tumorales est loin d’être totale, et un grand nombre d’effets secondaires parfois graves peut être observé lors de traitements conventionnels. À cette toxicité relativement élevée s’associe une efficacité, certes non négligeable, mais dont on connaît maintenant les limites, mises le plus souvent sur le compte de mécanismes de résistance cellulaire intrinsèque ou acquise. Pour de nombreux médicaments et dans plusieurs types de tumeurs, un effet-dose a été mis en évidence dans différentes études cliniques, c’est-à-dire une relation nette entre la dose administrée et l’efficacité observée. Il n’est pas rare d’être contraint d’approcher le seuil toxique, voire de le dépasser, pour observer un effet thérapeutique et cet effet-dose est à l’origine d’essais thérapeutiques d’intensification de dose, dans le cadre de protocoles conventionnels.À ces écueils que sont l’index thérapeutique étroit, la chimiosensibilité toute relative des tumeurs solides et la relation entre la dose administrée et l’effet thérapeutique observé s’ajoute le plus souvent une extrême variabilité cinétique et métabolique entre les patients, en dehors de toute pathologie associée. Cette variabilité concerne principalement les paramètres de diffusion, de catabolisme, d’anabolisme dans le cas des prodrogues, de clairance d’élimination de la molécule mère ou de ses métabolites. Elle génère un cortège de toxicités mais aussi, à l’inverse, d’échecs thérapeutiques en cas d’élimination ou d’inactivation accélérées.