Emilox (doxorubicin) thuộc nhóm anthracyclines-nhóm các thuốc điều trị ung thư, phân lập từ môi trường nuôi cấy vi khuẩn Streptomyces peucetius var. caesius. Doxorubicin có công thức hóa học C27H29NO11 , trọng lượng phân tử 543.52g/mol. Cấu trúc hóa học của doxorubicin bao gồm một chuỗi tuần hoàn bốn vòng hydrocarbon (tetracyclic ring), liên kết với nhóm đường daunosamine bằng liên kết glycosidic:
Các nghiên cứu cho thấy, doxorubicin có khả năng gây độc và/hoặc ngăn chặn sự tăng sinh của tế bào thông qua một số cơ chế khác nhau. Hoạt chất thuốc khi xâm nhập vào tế bào, sẽ gắn với nhiễm sắc thể, hình thành phức hợp với DNA bằng cách gắn vòng planar vào giữa các cặp base nucleotide, làm rối loạn nghiêm trọng quá trình tổng hợp DNA, quá trình tổng hợp RNA từ DNA khuôn mẫu và quá trình sinh tổng hợp protein. Những bằng chứng thực nghiệm gần đây cho thấy sự đan xen phân tử này vào DNA ức chế hoạt động của enzyme topoisomearase-II dẫn đến phân tách DNA, gây xáo trộn mạnh cấu trúc bậc ba của phân tử này. Hơn nữa, một số enzyme khử (reductases)-phụ thuộc NADPH trong tế bào có khả năng khử doxorubicin thành các gốc tự do semiquinone, các gốc này có thể phản ứng với phân tử oxygen để hình thành các hợp chất độc tính cao như superoxide, gốc hydroxyl và hydroxyl peroxide. Các gốc tự do được cho là có liên quan đến hiện tượng ngộ độc tim do doxorubicin. Một vị trí tác động khác của doxorubicin là ở màng tế bào: thuốc có thể gắn với màng lipids, gây ảnh hưởng đến rất nhiều chức năng khác nhau của tế bào. Hoạt tính gây độc và/hoặc ngăn chặn sự tăng sinh tế bào của doxorubicin có thể do một trong các cơ chế kể trên hoặc những cơ chế khác chưa được làm rõ.
Kết quả nghiên cứu về động lực học tế bào cho thấy doxorubicin hoạt động trong suốt chu kì tế bào, bao gồm cả kì trung gian. Những mô tăng sinh nhanh như mô ung thư (cũng như mô tủy xương, niêm mạc dạ dày-ruột, niêm mạc miệng, nang tóc) là nơi nhạy cảm nhất với tác động ngăn chặn sự tăng sinh của doxorubicin.
