Der geordnete Verlauf des Zellzyklus hängt von der Aktivierung des Cdk-Proteins durch Bindung an seinen Cyclin-Partner ab. Der Zellzyklus muss jedoch eingeschränkt werden, wenn es zu krankhaften Veränderungen kommt. Die meisten Krebsarten korrelieren mit dem deregulierten Zellzyklus, und da Cdks ein zentraler Bestandteil des Zellzyklus sind, werden Cdk-Inhibitoren ausgiebig untersucht, um Antikrebsmittel zu entwickeln. Zum Beispiel assoziiert Cyclin D mit mehreren Cdks, wie z. B. Cdk 4/6, um einen aktiven Komplex zu bilden. Der Cyclin-D-Cdk4/6-Komplex phosphoryliert und inaktiviert dann das Tumorsuppressor-Retinoblastom-Protein (Rb), um den G1-zu-S-Phasenübergang des Zellzyklus zu fördern. In normalen Zellen wird das Rb-Protein durch die Regulierung der Cdk-Aktivität reaktiviert, wodurch abnormale Zellzyklusübergänge verhindert werden.

Es gibt mindestens drei bekannte Mechanismen, durch die die Cdk-Aktivität reguliert wird - Cyclinabbau, inhibitorische Phosphorylierung oder Bindung von inhibitorischen Proteinen. Mutationen, die diese Mechanismen verhindern, führen zu einer Cdk-vermittelten Tumorgenese.

Da Cdk 4/6 eine wesentliche Rolle bei der Tumorbildung spielt, wurden mehrere Cdk-Inhibitoren für den klinischen Einsatz entwickelt. Die neuesten sind selektiv für Cdk4 und Cdk6. Es gibt mindestens drei klinisch zugelassene Cdk 4/6-Inhibitoren: Abemaciclib, Ribociclib und Palbociclib. Diese Inhibitoren binden an die ATP-Tasche von Cdk 4 und 6 und inaktivieren die Cyclin D-Cdk4/6-Komplexe, was zu einer Aktivierung des Rb-Proteins und einem anschließenden Zellzyklus-Arrest führt. In einigen Fällen führt der Inhibitor-vermittelte Zellzyklusarrest zu einer Zunahme der Apoptose in Tumorzellen.

Die Hemmung des Zellzyklus und der anschließende programmierte Zelltod sind die häufigsten Mechanismen von Cdk4/6-Inhibitoren. Eine kürzlich durchgeführte Studie an Mausmodellen für Brustkrebs zeigte jedoch, dass die Hemmung von Cdk4/6 auch zu schweren immunogenen Effekten führen kann. Während der Studie schien der Cdk-Inhibitor die Antigenpräsentationsfähigkeit der Tumorzellen zu verbessern, wodurch zytotoxische T-Zellen die Tumorzellen erkennen und zerstören konnten.