Užprogramuota ląstelės mirtis vadinama apoptoze – įvykis, kurį dažniausiai sukelia vidinis pažeidimas arba signalai iš aplinkinių audinių. Apoptozė ir vėžys yra susiję dviem svarbiais būdais. Pirma, navikai negali augti, jei normali kūno saugos sistema juos aptinka ir sukelia jų savęs sunaikinimą, todėl vėžys dažnai blokuoja mechanizmus, kuriais organizmas žymi nekontroliuojamą audinių augimą apoptozei. Antra, vėžio ląstelės inaktyvuoja genus, koduojančius piktybinėms ląstelėms sunaikinti reikalingus baltymus. Chemoterapija naudojasi apoptozės ir vėžio ryšiu, pažeidžiant navikus ir pažymint juos mirtimi.
Apoptozė įvyksta, kai cheminiai signalai inicijuoja savęs naikinimo procesą ląstelėje, pasikeitus membranai, skaidant DNR branduolyje ir suskaidant ląstelių baltymus specializuotais fermentais. Yra dviejų tipų būdai, kuriais ląstelė patiria apoptozę: vidiniai, kuriuos inicijuoja DNR mutacijos, ir išoriniai, kurie paima signalus iš ląstelės išorės. Išorinį kelią gali sukelti hormonai, toksinai ir kitos molekulės, galinčios aktyvuoti specialias ląstelės vietas, žinomas kaip mirties receptoriai.
Ankstyvosiose naviko formavimosi stadijose DNR atsiranda mutacijų, kurios pakeičia ryšį tarp apoptozės ir vėžio, leidžiančių nekontroliuojamą ląstelių augimą. Vėžys apima patologinius ląstelių dauginimosi ir dauginimosi ciklo pokyčius, įvykius, kurie paprastai sukelia apoptozę, kai jie aptinkami sveikose ląstelėse. Kartais tai daroma slopinant genus, koduojančius svarbius baltymus, kuriuos organizmas naudoja signalams vėžiniams audiniams pašalinti apoptozės būdu. Navikai taip pat gali išskirti cheminius pasiuntinius, kurie supainioja arba blokuoja procesą, dėl kurio vėžinės ląstelės paprastai susinaikina.
Svarbus genas, p53, koduoja pasiuntinių baltymus, kurie sukelia apoptozę. Kai kurios virusų sukeltos vėžio formos slopina šio geno aktyvavimą ir daro naviko ląsteles mažiau reaguojančias į mirties receptorių aktyvavimą. Nesvarbu, ar tai sukelia virusai, ar ne, auglių ląstelėse padidėja augimą skatinančių medžiagų gamyba. Įprastai organizmas reaguoja į nekontroliuojamą tam tikro tipo ląstelių dauginimąsi sukeldamas masinę apoptozę, tačiau onkogenezės metu – formuojantis vėžiui – pusiausvyra tarp apoptozės ir vėžio pakreipiama link ląstelių augimo, o ne mirties.
Chemoterapinis gydymas dažnai priklauso nuo apoptozės ir vėžio ryšio. Dauguma šių vaistų taip pat trukdo DNR sintezei ir ląstelių dalijimuisi ar augimui, tačiau šie mechanizmai galiausiai sunaikina naviko ląsteles, kol jos nesidalija ir daro daugiau savo kopijų. Įvairūs vaistai aktyvuoja skirtingus taškus, kurie taip pat sukelia užprogramuotą ląstelių mirtį, kartais padidindami naviko ląstelių mirties receptorių jautrumą. Kadangi kai kurie piktybiniai navikai nebereaguoja į savęs sunaikinimo signalus, mokslininkai yra suinteresuoti sukurti chemoterapiją, galinčią tiesiogiai sukelti natūralius apoptozės įvykius.