Methods for sensitizing target cells to ionizing radiation are provided comprising the administration of high-Z particles (e.g., gold nanoparticles) in conjunction with a de-aggregation agent. In some aspects, particles comprise a targeting molecule to enable cellular uptake by the target cells. Pharmaceutical compositions comprising high-Z particles and de-aggregation agents are also provided.Linvention concerne des méthodes de sensibilisation de cellules cibles à un rayonnement ionisant comprenant ladministration de particules à Z élevé (p. ex., nanoparticules dor) conjointement à un agent de désagrégation. Selon certains aspects, les particules contiennent une molécule de ciblage pour permettre labsorption cellulaire par les cellules cibles. Des compositions pharmaceutiques comprenant des particules à Z élevé et des agents de désagrégation sont en outre décrites.