O-6-Benzylguanine ใช้เป็นตัวยับยั้งเอนไซม์ MGMT (O6-methylguanine-DNA methyltransferase) ซึ่งเป็นโปรตีนที่ช่วยซ่อมแซมความเสียหายของดีเอ็นเอที่เกิดจากสารทำลายดีเอ็นเอ โดยเฉพาะสารกลุ่มอัลคิลเลติ้ง (alkylating agents) ที่ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง การยับยั้งการทำงานของ MGMT ด้วย O-6-Benzylguanine ทำให้เซลล์มะเร็งสูญเสียความสามารถในการซ่อมแซมดีเอ็นเอที่ถูกทำลาย ส่งผลให้สารเคมีที่ใช้รักษามะเร็ง เช่น temozolomide หรือ BCNU (carmustine) มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มีระดับ MGMT สูง ซึ่งมักเกิดการดื้อยา สารนี้จึงถูกพัฒนาเพื่อใช้ร่วมกับเคมีบำบัดในการรักษาเนื้องอกในสมอง เช่น glioblastoma และมะเร็งบางชนิดที่ดื้อต่อการรักษา โดยช่วยเพิ่มความไวของเซลล์มะเร็งต่อการรักษา และอาจช่วยยืดอายุผู้ป่วยได้