Dalam beberapa tahun terakhir, telah ada peningkatan bukti bahwa kemoterapi untuk glioma maligna telah memasuki “era temozolomide”. Pertama kali disintesis oleh Steven, temozolomide adalah obat antitumor alkilasi yang mengandung cincin imidazotetrazin. Obat ini tidak aktif dengan sendirinya, tetapi merupakan obat prekursor yang harus dikonversi menjadi senyawa aktif MITC (5-(3-methyltriazen-1-yl) imidazole-4-amide) melalui jalur non-enzimatik pada tingkat fisiologis PH, yang selanjutnya dihidrolisis menjadi metabolit aktif sebelum menunjukkan aktivitas antitumor. Secara teoritis, aktivitas antitumor MTIC diproduksi terutama melalui aksi alkilasi dengan atom oksigen pada posisi keenam guanin, dengan alkilasi tambahan sekunder dengan atom nitrogen pada posisi ketujuh guanin, dengan sitotoksisitas berikutnya yang terkait dengan perbaikan senyawa metil yang menyimpang ini. Temozolomide telah digunakan dalam pengobatan eksperimental glioma sejak awal tahun 1990-an. Sebuah uji klinis multisenter yang dirangkum oleh Stupp dkk. menunjukkan bahwa radioterapi + temozolomide menghasilkan kelangsungan hidup rata-rata 14,6 bulan untuk pasien dengan glioblastoma, sebuah keuntungan yang signifikan dibandingkan dengan kemanjuran radioterapi saja. Selanjutnya, Hegi dkk. menemukan bahwa pembungkaman gen perbaikan DNA MGMT menghasilkan kelangsungan hidup yang lebih lama secara signifikan pada pasien dengan glioblastoma yang diobati dengan temozolomide, membuka era baru pengujian genetik yang ditargetkan untuk memprediksi kemanjuran temozolomide dan prognosis tumor. Untuk pasien yang gen MGMT-nya tidak dibungkam oleh metilasi, diperlukan rute alternatif untuk meningkatkan kemanjuran kemoterapi; pembungkaman gen MGMT tidak mencegah resistensi dan kekambuhan tumor. Obat lain yang berkembang pesat untuk glioma maligna adalah bevacizumab, sebuah target untuk faktor endotel vasoaktif (VEGF), dan hasil yang menjanjikan ditemukan pada tahun 2005 dalam uji klinis Stark-Vance yang menggabungkan bevacizumab dan irinotecan untuk pengobatan glioma maligna berulang. Dalam beberapa penelitian terbaru, kombinasi kedua obat ini juga dapat memberikan keuntungan yang signifikan dibandingkan rejimen kemoterapi konvensional dalam hal PFS6 dan perubahan pencitraan. Khususnya, efek samping yang serius seperti perdarahan intrakranial, trombosis dan perforasi usus telah dilaporkan pada beberapa pasien yang mengikuti rejimen ini. Mekanisme anti-tumor bevacizumab mencakup penghambatan yang ditargetkan terhadap ekspresi VEGF yang tinggi pada glioblastoma, gangguan angiogenesis anti-tumor sehingga memfasilitasi penetrasi obat kemoterapi dan penghambatan pertumbuhan sel punca tumor. Obat sitotoksik irinotecan juga memiliki tempat dalam rejimen kemoterapi saat ini untuk glioma ganas. Ini adalah inhibitor topoisomerase-1 yang disetujui oleh FDA pada tahun 1994 untuk digunakan terutama dalam kemoterapi kombinasi tambahan untuk kanker usus besar. Sejak Friedman dkk. pertama kali menggunakan irinotecan untuk glioma maligna pada tahun 1999, irinotecan telah digunakan dalam kombinasi dengan temozolomide dan bevacizumab, dan efeknya telah dievaluasi dan dikonfirmasi. Hasil yang lebih baik diperoleh pada jenis penelitian yang sama oleh Zuniga et al. dengan median PFS 7,6 bulan, PFS6 63,7%, OS 6 bulan 78%, dan OS 12 bulan 42,6% pada glioblastoma. Agen platinum juga berperan dalam kemoterapi tambahan untuk glioma ganas. Agen platinum dirujuk dalam pedoman NCCN 2010 terutama sebagai cisplatin dan karboplatin, yang keduanya jarang digunakan secara tunggal dalam kemoterapi glioma ganas, dan terdapat bukti bahwa agen platinum tidak lebih efektif daripada nitrosourea. Perlu dicatat bahwa kombinasi agen platinum dikaitkan dengan toksisitas yang ditumpangkan dan toleransi pasien harus dinilai sebelum digunakan. Penggunaan platinum yang dienkapsulasi dalam kemoterapi lokal untuk glioblastoma telah dilaporkan dengan median OS 427,5 hari, yang satu kali lebih besar daripada kelompok pembedahan + radioterapi saja, dan berbeda secara signifikan; agen lokal juga lebih mudah ditoleransi daripada agen sistemik.