Cytotoxicita a apoptóza indukovaná etoposidem byly sledovány v modelu lidského melanomu po dobu 72 hodin. Etoposid iniciuje poškození DNA cestou ATM kinázy, aktivací p53 a kaspázy-2.
Prvotní reakcí na léčbu etoposidem je zvětšování objemu a aktivity mitochondrií v buňkách melanomu. Tato aktivita ale později uhasíná spolu s blokádou mitochondriálních funkcí.
Pozorované změny nesouvisí se ztrátou membránového potenciálu, ale s uvolněním cytochromu C a vzestupem aktivity kaspázy-9 a kaspázy-3.