O câncer é considerado como um dos principais problemas de saúde pública no mundo em função do aumento contínuo de sua incidência e mortalidade, assim como por conta da complexidade de seu controle. É estimado que o câncer de mama tenha sido a neoplasia com maior número de novos casos e a quinta maior causa de morte por câncer em 2020 no mundo. E apesar dos avanços conquistados nas últimas décadas em relação a diagnóstico e tratamento do câncer, o manejo desta doença ainda é desafiador, devido a fatores diversos como: falta de acesso aos serviços de saúde e tecnologias para diagnóstico e tratamento; características do tumor e desenvolvimento de resistência aos quimioterápicos. Nesse contexto, a butionina sulfoximina (BSO) tem sido cotada como um possível agente a ser incluído nas estratégias terapêuticas contra o câncer, principalmente como um quimiossensibilizador, visando a potencialização dos efeitos citotóxicos de quimioterápicos ou promovendo a recuperação de tais efeitos em tumores resistentes. E como forma de melhor compreender o uso do BSO no tratamento do câncer, uma revisão sistemática com meta-análise de estudos pré-clínicos foi realizada e apresentada no primeiro capítulo. A partir desta, é possível constatar que o BSO pode apresentar atividade citotóxica, mas, geralmente, este agente é estudado em combinação com outras estratégias antineoplásicas, principalmente a quimioterapia, visando o aumento da citotoxicidade e eficácia do tratamento. O segundo capítulo aborda a produção de um estudo in vitro preliminar acerca dos efeitos observados com o uso do BSO em combinação com doxorrubicina (DOX) sobre células de câncer de mama, MDA-MB-231 e MCF-7. Para isso, ambas as linhagens foram tratadas com os agentes isolados, e a partir dos valores de IC50, foram propostos dois esquemas de tratamento. O primeiro consistia em um pré-tratamento com diferentes concentrações de BSO (a partir de 200 µM) e o segundo usava uma concentração fixa de 200 µM de BSO. Ambos, após 24 horas, foram associados com concentrações variadas de DOX (a partir de 18 µM) e o tratamento prosseguiu por mais 24 horas. Os dados de viabilidade celular obtidos foram usados para o cálculo do índice de combinação (CI) e do índice de dose-redução (DRI) por meio do software Compusyn, através do método de ChoiTalalay. O tratamento somente com BSO, durante 24 horas, demonstrou efeito citotóxico limitado em ambas as linhagens. Em células MDA-MB-231, o primeiro esquema de tratamento proposto resultou em antagonismo entre as drogas (CI > 1), ao passo que o segundo exibiu interação sinérgica (CI < 1) e favorecimento da redução da concentração de DOX (DRI > 1) nas seis menores concentrações testadas desta droga. Os dois esquemas de tratamento quando aplicados em MCF-7 mostraram CI < 1 e DRI > 1. Por fim, esta pesquisa apresenta as aplicações do BSO em estratégias para o tratamento do câncer, assim como demonstra que dependendo da concentração de BSO, o pré-tratamento de células MDA-MB-231 e MCF-7 com este agente pode exibir interação sinérgica com DOX e possibilita a redução de concentração deste quimioterápico, com a preservação da mesma eficácia obtida com o seu uso de forma isolada.