Temozolomida é um novo derivado do agente dialquilante oral imidazotetrazina, que é rapidamente convertido no produto activo MTIC (3-metil-(triazina-1-)imidazole-4-carboxamida) no estado fisiológico do pH da circulação corporal. O efeito citotóxico do MTIC manifesta-se principalmente pela alquilação no átomo de oxigénio da guanina na posição 6 na molécula de ADN e a alquilação do átomo de azoto na posição 7, que exerce o seu efeito citotóxico através dos aductos de metilação Um estudo clínico fase II de Pietanza et al. investigou a eficácia da temozolomida no cancro do pulmão de pequenas células recaídas. Foram inscritos 64 pacientes, incluindo 48 pacientes com recidiva sensível e 16 pacientes com doença refractária. Dezasseis pacientes com doença refractária receberam temozolomida 75 mg/m2/d durante 21 dias, num ciclo de 28 dias. Como resultado, foi alcançada uma taxa de remissão objectiva de 23%, enquanto que para os doentes com metástases cerebrais, 38% dos doentes alcançaram estabilização ou redução das lesões intracerebrais. Na actualização das directrizes do NCCN 2013 2ª edição sobre o cancro do pulmão de pequenas células, a temozolomida foi recomendada pela primeira vez como uma das opções disponíveis para o cancro do pulmão de pequenas células com recidivas, e a temozolomida pode ser escolhida como uma opção de quimioterapia para pacientes com recidivas sensíveis ou refractárias com um tempo de recidiva inferior a 6 meses.