O glioblastoma multiforme (GBM) é o tumor cerebral primário mais agressivo, caracterizado por elevada heterogeneidade celular, crescimento infiltrativo, resistência terapêutica e baixa sobrevida dos pacientes. A eficácia das abordagens convencionais é limitada tanto pela dificuldade de remoção cirúrgica completa quanto pela barreira hematoencefálica, que restringe a penetração de fármacos no tecido tumoral. Nesse contexto, estratégias baseadas em nanotecnologia têm se destacado como alternativas promissoras para otimizar a quimioterapia do glioblastoma. No primeiro capítulo, foi realizada uma revisão sistemática da literatura, conduzida de acordo com as recomendações do aPRISMA, com o objetivo de explorar os avanços no uso de nanoformulações para o tratamento do glioblastoma. A busca foi realizada nas bases PubMed Central, Science Direct, Scopus e Web of Science, incluindo 47 estudos publicados entre 2011 e 2023, que utilizaram modelos in vitro e in vivo. Os trabalhos analisados demonstraram a aplicação de diferentes matrizes nanoestruturadas para a entrega de quimioterápicos já utilizados no tratamento de tumores cerebrais, como temozolomida, carmustina, vincristina e cisplatina, além da investigação de outros fármacos com potencial terapêutico. Destacou-se o uso de estratégias de funcionalização das nanoestruturas, incluindo peptídeos, micronutrientes, vitaminas, anticorpos e siRNAs, visando o direcionamento tumoral e o aumento da eficácia terapêutica, inclusive com a possibilidade de entrega combinada de múltiplas drogas. No segundo capítulo, com base nos achados da revisão, foram desenvolvidos e caracterizados carreadores lipídicos nanoestruturados funcionalizados com quitosana e carregados com temozolomida (CLNTQ), avaliando-se sua atividade biológica em células de glioblastoma humano U87. A nanoformulação apresentou tamanho nanométrico homogêneo, potencial zeta positivo e eficiência de encapsulação moderada. Os ensaios biológicos demonstraram que o CLNTQ reduziu significativamente a viabilidade celular quando comparado à temozolomida livre, sendo capaz de superar a insensibilidade característica da linhagem U87, ao reduzir substancialmente a concentração necessária para indução de apoptose. Observou-se ainda a indução de biomarcadores de instabilidade cromossômica, como micronúcleos, pontes e brotos nucleares, os quais contribuem para a compreensão dos efeitos citotóxicos observados. Em conjunto, os resultados desta tese evidenciam que a nanoencapsulação da temozolomida em carreadores lipídicos nanoestruturados funcionalizados com quitosana potencializa sua eficácia antitumoral e representa uma estratégia promissora para superar as limitações da quimioterapia convencional no tratamento do glioblastoma.