The present application relates to materials and methods for exploiting synthetic lethality and/or chemo-sensitisation in DNA damage response (DDR) pathways. In particular, the application relates to ubiquitin hydrolase protein Ubiquitin Specific Protease 4 (USP4) and its association with DDR pathways. Further, the use of USP4 inhibitors in the treatment of cancer and methods of screening is described, in particular, use of inhibitors of USP4 in the treatment of tumours defective in double-strand break repair (DSBR) and/or tumours resistant to platinum-based chemotherapy, or to sensitise, i.e. chemosensitise or radiosensitise tumours to other therapeutic agents.La présente invention concerne des matériaux et des procédés pour exploiter la létalité synthétique et/ou la chimio-sensibilisation dans des voies de réponse à des lésions d'ADN (DDR). En particulier, l'invention concerne une protéase spécifique d'ubiquitine 4 (USP4) de protéine hydrolase d'ubiquitine, et son association avec des voies DDR. L'invention concerne en outre l'utilisation d'inhibiteurs d'USP4 dans le traitement de cancer et des procédés de criblage, en particulier l'utilisation d'inhibiteurs d'USP4 dans le traitement de tumeurs défectueuses lors d'une réparation de cassure double brin (DSBR) et/ou de tumeurs résistant à une chimiothérapie à base de platine, ou pour sensibiliser, c'est-à-dire chimio-sensibiliser ou radio-sensibiliser, des tumeurs à d'autres agents thérapeutiques.