Appelé à Bucarest comme titulaire de la nouvelle chaire de pathologie expérimentale à la faculté de médecine en 1901, il y enseignera pendant , jusqu'à la fin de sa vie. Avec P. Athanasiu, il fonde en 1906 la première filiale de la « Société de biologie » constituée à l'étranger, qui reçoit le nom de « Réunion biologique de Bucarest ». Il est alors délégué de la Roumanie à l'« Office international d'hygiène publique » (fondé en 1907 à Paris, précurseur de l'OMS). L'année suivante, il est nommé directeur général des Services sanitaires en Roumanie. Le parlement, qui prépare à sa suggestion une réforme la législation sanitaire, vote une loi (la « Loi Cantacuzène », en roumain "Legea Cantacuzino"), qui fonde les premiers laboratoires régionaux de bactériologie et d'hygiène, ainsi que plusieurs sanatoriums antituberculeux. En 1913, après avoir contesté avec véhémence la guerre roumaine contre la Bulgarie, il impose des campagnes de vaccinations antityphoïdiques et anticholériques dans l'Armée roumaine, et subit des campagnes de presse hostiles pour avoir gardé des relations épistolaires avec ses collègues de l'Académie des Sciences bulgare. Il entre comme membre correspondant étranger à la Société de biologie.