A citarabina é um agente antineoplásico citotóxico para uma grande variedade de células proliferativas de mamíferos. Mostra especificidade de fase celular, destruindo inicialmente as células que realizam síntese de DNA (fase-S) e, sob certas condições, bloqueando a progressão das células da fase G1 para a fase S. Embora o mecanismo de ação não seja completamente conhecido, parece que a citarabina age através da inibição da DNA polimerase. Relatou-se também uma incorporação limitada, mas significativa, da citarabina no DNA e no RNA. A citarabina produziu dano cromossômico extenso, incluindo quebras cromatóides e transformação maligna de células de roedores in vitro. A deoxicitidina evita ou retarda (mas não reverte) a atividade citotóxica. Estudos em culturas de células mostraram um efeito antiviral. Entretanto, a eficácia contra herpes zoster ou varíola não foi demonstrada em estudos clínicos controlados. Resistência celular a sensibilidade: A citarabina é metabolizada através da deoxicitidinaquinase e outras quinases para nucleotídeo trifosfato, um inibidor eficaz da DNA polimerase; é inativada por uma deaminase pirimidina-nucleosídeo, que a converte ao derivado uracil não-tóxico. Parece que o balanço entre os níveis de quinase e deaminase pode ser um importante fator na determinação da sensibilidade ou resistência da célula à citarabina. Estudos em animais: Em estudos experimentais com tumores de camundongo, a citarabina foi mais eficaz naqueles tumores com alta fração de crescimento. O efeito foi dependente do esquema de tratamento; os efeitos ótimos foram alcançados quando o esquema terapêutico (doses múltiplas próximas ou infusão constante) favoreceu o contato do fármaco com as células tumorais quando o número máximo de células estava na Fase S susceptível. Os melhores resultados foram obtidos quando os ciclos terapêuticos foram separados por intervalos suficientes para permitir a recuperação adequada do hospedeiro.