The invention relates generally to a radio-sensitization method to enhance the effectiveness of radiation therapy for treatment of cancer. Specifically, the invention relates to the use of radio-luminescent particles for sensitizing tumor cells to radiation therapy.L'invention se rapporte de manière générale à un procédé de radiosensibilisation qui permet d'améliorer l'efficacité de la radiothérapie pour le traitement du cancer. Spécifiquement, l'invention concerne l'utilisation de particules radioluminescentes pour sensibiliser les cellules tumorales à la radiothérapie.