Na apresentação do atleta, o Ludogorets destacou a passagem de Nathan pelas seleções brasileiras de base. O clube também lembrou que o atacante teve Rayan, atualmente no Bournemouth e titular na última Copa do Mundo, como seu reserva.
Nathan foi contratado pelo Botafogo em fevereiro de 2025. Na ocasião, o clube carioca desembolsou 10 milhões de dólares, cerca de R$ 57,3 milhões na cotação da época, para tirá-lo do Grêmio.
Com a camisa alvinegra, o campista disputou 29 partidas, marcou um gol e deu três assistências antes de ser negociado por empréstimo com a equipe búlgara.