L'azatioprina (AZA) è un profarmaco dell'antimetabolita 6-mercaptopurina, ben assorbito a livello gastrointestinale. [120] La sua azione citotossica è causata dall'interferenza con il metabolismo delle purine e riguarda soprattutto le cellule linfatiche proliferanti, attivate in seguito a stimolazione antigenica. Sebbene il metabolismo di acidi nucleici (RNA) sia indispensabile per la sintesi immunoglobulinica da parte delle plasmacellule, non sembra esserci un'interazione significativa a questo livello. L'effetto immunosoppressivo deriva dall'azione su entrambe le tipologie di immunità: cellulo-mediata e umorale.Una piccola quota di AZA è escreta immodificata o sottoforma di mercaptopurina, ma gran parte dell'escrezione interessa il metabolita acido 6-tiourico, formato per azione dell'enzima xantina-ossidasi. L'inibizione di questo enzima produce un aumento delle concentrazioni plasmatiche del farmaco e un aumento della sua tossicità, di conseguenza è necessario ridurre le le dosi in pazienti che assumono allopurinolo. Tra gli effetti tossici, il più importante è sicuramente quello mielosoppressivo, che si manifesta principalmente come leucopenia, più raramente anemia e trombocitopenia.Possono manifestarsi eruzioni cutanee, febbre, tossicità gastrointestinale con nausea, vomito e diarrea, più comuni a dosaggi elevati. Occasionalmente, soprattutto in pazienti epatopatici, può indurre insufficienza epatica con ittero e incremento della fosfatasi alcalina.