A combination of an anti-cancer agent and a metal radiosensitizer potentiates the radiotherapy of cancer. Said anti-cancer agent is preferably cisplatin while the metal radiosensitizer is preferably gold nanoparticles. Both the anti-cancer agent and the metal radiosensitizer bind to DNA and potentiate the radiotherapy of cancer by synergistically increases the amount of double strand breaks induced by the radiation. The anti-cancer agent and the metal radiosensitizer may be encapsulated in liposomes.L'invention porte sur une combinaison d'un agent anticancéreux et d'un radiosensibilisant métallique qui potentialise la radiothérapie d'un cancer. Ledit agent anticancéreux est de préférence le cisplatine tandis que le radiosensibilisant métallique consiste de préférence en des nanoparticules d'or. A la fois l'agent anticancéreux et le radiosensibilisant métallique se lient à l'ADN et potentialisent la radiothérapie d'un cancer en augmentant de façon synergique la quantité de cassures double brin induites par le rayonnement. L'agent anticancéreux et le radiosensibilisant métallique peuvent être encapsulés dans des liposomes.