La grande majorité des cancers du sein n'est pas associée à la mutation d'un gène de forte pénétrance comme BRCA1, BRCA2 et TP53. En effet, il semble que des gènes de faible pénétrance mais fréquemment mutés dans la population générale joueraient un rôle important dans le développement du cancer du sein. Le gène ATM, codant pour la protéine ATM et muté dans l'ataxie télangiectasie (AT), pourrait représenter l'un de ces gènes. Environ 1 % de la population générale serait porteur d'un allèle ATM muté et les femmes AT hétérozygotes ont un risque accru de développer un cancer du sein. La protéine ATM intervient dans la cascade de signalisation des cassures double-brin de l'ADN. Les études portant sur l'expression de la protéine ATM dans le tissu mammaire ont montré que, dans le sein normal, ATM est exprimée dans les cellules épithéliales des canaux mammaires mais pas dans les cellules myoépithéliales. Dans l'adénose sclérosante, affection bénigne du sein, ATM est exprimée dans les deux types cellulaires alors que, dans 30 à 50 % des carcinomes mammaires, son expression au niveau des cellules épithéliales tumorales est nulle ou plus faible que dans le tissu normal. De plus, l'analyse du statut p53 dans certains de ces carcinomes a révélé une fréquente altération de la voie de signalisation ATM/p53, soit par une très faible expression d'ATM, soit par la présence d'une protéine p53 mutée. Il reste à déterminer si l'expression anormale de plusieurs protéines impliquées dans cette voie de signalisation des dommages à l'ADN est associée spécifiquement au développement du cancer du sein et/ou à une radiosensibilité observée chez certaines patientes après radiothérapie.