L'utilizzo delle terapie a bersaglio molecolare è limitato, oltre che dalla difficoltà a individuare il "tallone d'Achille" di un tumore (Weinstein, 2002), dallo sviluppo di resistenze. Infatti, vi è una selezione positiva delle cellule che sviluppano nuove mutazioni che rendono inefficace la molecola inibitoria o che rendono le cellule dipendenti da un altro oncogene, in un processo di fuga dalla originaria oncogene addiction.Ad esempio, tumori mammari trattati con trastuzumab, mostrano overespressione di Snail, p53o Ras; pazienti che hanno risposto con successo a una terapia con imatinib o gefitinib, ricadono dopo che è intervenuta una nuova mutazione che impedisce il legame del farmaco a Bcr-Abl, c-Kit o EGFR.La presenza di una forte pressione selettiva per mutazioni de novo in questi oncogeni riflette l'instabilità genomica delle cellule tumorali e supporta il concetto di dipendenza da un oncogene .Si è anche osservato che alcuni casi di NSCLC trattato con inibitori di EGFR, dopo una interruzione della terapia ("drug holiday") attuata dopo una ricaduta, potevano essere ritrattati con successo. Questo fa pensare che la resistenza a una terapia si possa sviluppare anche con un meccanismo non genetico .Lo sviluppo di resistenze, insieme alla indubbia eterogenicità dei tumori, rende necessario l'utilizzo di terapie combinate. Tre sono i possibili approcci (Weinstein and Joe, 2006):-utilizzo di più farmaci che agiscono sullo stesso bersaglio con meccanismo differente. In questo modo, si ovvierebbe alle resistenze che si sviluppano in seguito a una mutazione puntiforme, che impedisce il legame del farmaco alla molecola. Però, non si risolverebbe la fuga dalla oncogene addiction che si attua con l'acquisizione di una nuova dipendenza;-utilizzo di più farmaci che agiscono su diversi bersagli coinvolti nella stessa via di segnalazione. Questo approccio potrebbe essere utilizzato in quei tumori che sembrano dipendere da una via di segnalazione piuttosto che da una singola molecola;-utilizzo di più farmaci che agiscono su vie di segnalazione o meccanismi cellulari diversi. In questo modo, si potrebbe forse prevenire l'avvento di una dipendenza da un nuovo oncogene.Si stanno quindi sviluppando nuove molecole che colpiscono contemporaneamente più bersagli ("multi-targeting agents"), come ad esempio il sorafenib che inibisce sia Raf sia VEGFR o il sunitinib che ha come bersaglio numerose molecole tirosina-cinasiche.Restano in ogni caso sempre valide le associazioni di una terapia a bersaglio molecolare con un agente citotossico, come ad esempio la somministrazione di trastuzumab e paclitaxel nel carcinoma della mammella o di bevacizumab e FOLFIRI (5-fluorouracile, acido folinico, irinotecan) nel carcinoma del colon.