La trasformazione in senso neoplastico delle cellule parafollicolari è la causa del carcinoma midollare della tiroide, il tipo meno frequente di neoplasia di origine epiteliale di questa ghiandola (3-4% dei carcinomi tiroidei). Nella sua forma più comune è un tumore degli adulti, non legato a particolari predisposizioni genetiche. Esiste però una forma legata ad una specifica modificazione del proto-oncogene RET, situato sul cromosoma 10, che colpisce pazienti in età giovanile (all'incirca intorno ai 10 anni), all'interno di una serie di sindromi che si trasmettono secondo schema autosomico dominante, denominate neoplasie endocrine multiple (MEN), in particolare la forma MEN IIa . Con la trasformazione neoplastica, la produzione di calcitonina e talvolta anche di altre molecole non è più controllata dai meccanismi di regolazione fisiologici, permettendo la diagnosi precoce della condizione patologica (diagnosi che comunque richiede test aggiuntivi), ed il monitoraggio dell'efficacia della terapia di rimozione della neoplasia.