В экспериментальных исследованиях установлено, что некоторая доза цитотоксического препарата вызывает гибель определенной части клеточной популяции, а не определенного количества клеток. Рисунок схематически иллюстрирует эту гипотезу гибели фракции клеток. Например, введение однократной дозы препарата может привести к гибели 99% клеточной популяции, причем эта же доля клеток погибнет независимо от общего их количества: оно может быть, например, 1012 (тогда останется 1010 клеток) или 104 (останется 10 клеток). Если это положение справедливо для солидных опухолей человека, то приходим к выводу о том, что для небольших опухолей более эффективной оказывается схема с применением меньшего количества циклов лечения, чем для более крупных опухолей. Поскольку в этом случае препарат назначается ограниченное количество раз, вероятность развития к нему лекарственной устойчивости снижается. Прием препарата может быть спланирован таким образом, чтобы обеспечить максимальный цитотоксический эффект. Последний зависит от скорости репопуляции клеток опухоли и восстановления тканей здоровых органов, наиболее сильно поврежденных цитотоксическим препаратом. У человека обычно к этим органам относятся кишечник и костный мозг.