У дослідах на різних моделях індукованого хімічного канцерогенезу було виявлено, що застосування мелатоніну пригнічує виникнення і розвиток пухлин молочної залози, шийки матки, шкіри, легенів, ендометрія, печінки, товстої кишки у тварин, що свідчить про значну широту спектру антиканцерогенного ефекту мелатоніну. Протипухлинній дії мелатоніну in vitro і in vivo також присвячена велика кількість робіт. Дані досліджень на тваринах добре узгоджуються з результатами клінічних спостережень. Так, в роботі канадських дослідників Э. Мілса (2005) представлені результати мета-аналізу 10 рандомізованих контрольованих досліджень ефективності застосування мелатоніну для лікування онкологічних хворих з солідними формами пухлин. В цілому лікування одержали 643 пацієнти.
Застосування мелатоніну знизило відносний ризик смерті протягом 1 року до 0,66, причому, не було зареєстровано серйозних побічних ефектів препарату.
Мелатонін надає ефект як на системному, так і на тканинному, клітинному і субклітинному рівнях. При цьому дія мелатоніну перешкоджає процесам, що спричинює старіння і рак. Зокрема, на системному рівні мелатонін знижує продукцію гормонів, сприяє цим процесам і стимулює систему імунного нагляду. Одночасно пригнічується продукція вільних радикалів кисню і стимулюється система антиоксидантного захисту. Мелатонін гальмує проліферативну активність клітин і підвищує рівень апоптозу, перешкоджаючи виникненню і розвитку пухлинного процесу.
Представлені дані свідчать про важливу роль шишковидної залози в розвитку раку. Пригноблення функції епіфізу при використанні постійного режиму освітлення стимулює канцерогенез. Епідеміологічні спостереження щодо збільшення ризику РМЗ у робочих нічних змін відповідають результатам експериментів на гризунах. Застосування епіфізарного гормону мелатоніну пригноблює канцерогенез у тварин, що знаходяться в умовах як звичайного режиму освітлення, так і при постійній освітленні.
Таким чином, застосування мелатоніну з метою профілактики раку може виявитися вельми ефективним, особливо в північних регіонах, де літом мають місце "білі ночі", а протягом довгої полярної ночі усюди горить електричне світло.
Підсумовуючи все вищесказане, можна укласти, що спектр ефектів мелатоніну дуже широкий. На відміну від багатьох гормонів його дія на клітинні структури залежить не тільки від його концентрації в крові і міжклітинному середовищі, але і від початкового стану клітини. Це дозволяє вважати мелатонін універсальним ендогенним адаптогеном, що підтримує баланс організму на певному рівні і дозволяє адаптувати всі процеси, що відбуваються, до безперервно змінних умов навколишнього середовища і локальних дій на організм.