Pomalidomide-C7-COOH ถูกนำมาใช้หลักในการพัฒนาการบำบัดมะเร็งแบบจำเพาะเจาะจง โดยเฉพาะในการรักษามะเร็งเมลโลมา (multiple myeloma) สารนี้ทำหน้าที่เป็นสารกลางสำคัญในการสังเคราะห์ antibody-drug conjugates (ADCs) โดยเชื่อมต่อกับแอนติบอดี monoclonal เพื่อส่งตัวแทนยาพิษไปยังเซลล์มะเร็งโดยตรง ลดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อปกติ สารนี้ยังถูกใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษากลไกของยาที่ปรับภูมิคุ้มกันและผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมของเนื้องอก นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการออกแบบ prodrugs เพื่อเพิ่ม bioavailability และประสิทธิภาพการรักษาของยาต้านมะเร็ง การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่การค้นคว้ายาใหม่เพื่อพัฒนาสารประกอบที่มีคุณสมบัติทางเภสัชวิทยาดีขึ้น