Die Wirksamkeit vieler Chemotherapeutika ist abhängig von der effizienten Bindung eines Wirkstoffs an ein Drug-Target in der Tumorzelle. Die Verträglichkeit hingegen wird durch die Verstoffwechslung der Medikamente über bestimmte Enzyme  beeinflusst.  Genetische Veränderungen in Genen, die für das entsprechende Drug-Targets bzw. die am Stoffwechsle beteiligten Enzyme codieren, können zu einem Verlust der Bindungsfähigkeit des Medikaments an die Targetstruktur führen, wodurch die Therapie Unwirksamkeit.  Ein verzögerten Abbau durch eine bestehende Enzymdefizienz hingegen kann zu Toxizitäten führen.

Enzymatisch bedingte Unverträglichkeiten/Therapieresistenz

Einige Chemotherapeutika können gravierende  Nebenwirkungen hervorrufen. Genetisch bedingte Enzymdefizienzen, die einen verzögerten Wirkstoffabbau zur Folge haben, können  zu einer Akkumulation des Arzneimittels im Körper und letztlich zu Intoxikationen führen. Hier bietet eine pharmakogenetische Untersuchung vor Beginn oder während einer Chemotherapie die Möglichkeit einer individuellen Dosisanpassung unter Vermeidung von Toxizitätsrisiken. Die Therapie mit Tamoxifen wird ebenfalls durch eine Enzymdefizienz bedingt.  Hier entsteht jedoch aufgrund der beeinträchtigten Prodrug-Aktivierung des Wirkstoffs ein verringerter Spiegel des aktiven Metaboliten Endoxifen.

Genetisch bedingte Therapieresistenz am Target-Molekül

Liegen Varianten in der DNA-Sequenz der Target-Moleküle vor, kann der Wirkstoff das Target nicht mehr effektiv binden und es tritt eine Therapieresistenz ein.