สาร MTIC เป็นสารตัวกลางที่สำคัญในการออกฤทธิ์ของยาเคมีบำบัดบางชนิด โดยเฉพาะยาที่ใช้รักษาโรคมะเร็ง เช่น temozolomide และ dacarbazine ซึ่งสาร MTIC จะถูกสร้างขึ้นในร่างกายหลังจากที่ยาเหล่านี้ถูกเปลี่ยนสภาพทางเคมี แล้วทำหน้าที่เป็นสารเมทิลเลติง (methylating agent) ที่สามารถจับกับดีเอ็นเอในเซลล์มะเร็งได้ โดยเฉพาะการเติมหมู่เมทิลที่ตำแหน่ง O6 ของกัวนิน ทำให้เกิดความผิดปกติในการจำลองดีเอ็นเอ ส่งผลให้เซลล์มะเร็งไม่สามารถแบ่งตัวได้และตายในที่สุด การออกฤทธิ์นี้มีความสำคัญมากในมะเร็งบางชนิด เช่น กลีโอบลาสโตมา (glioblastoma) ซึ่งการใช้ยาที่ให้สาร MTIC ช่วยยืดอายุผู้ป่วยและควบคุมการเติบโตของก้อนเนื้อได้ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของสารนี้อาจขึ้นอยู่กับระดับของเอนไซม์ซ่อมแซมดีเอ็นเอ เช่น MGMT ซึ่งถ้าเอนไซม์นี้มีมากจะทำให้ฤทธิ์ของ MTIC ลดลงได้