Le traitement des cancers par radiothérapie est limité par l’impossibilité de déposer suffisamment de dose dans une tumeur tout en préservant les tissus environnants. Le rayonnement synchrotron possède des caractéristiques physiques permettant de tendre vers un meilleur effet. Le faisceau synchrotron est un rayonnement X de basse énergie, faiblement divergent et de très haute intensité. Trois méthodes sont en évaluation préclinique : la radiothérapie par microfaisceaux, par minifaisceaux, et stéréotaxique. Les deux premières s’appuient sur une géométrie fractionnée spatialement. La dernière méthode combine rayonnement de basse énergie monochromatique et présence d’élément lourd dans la zone cible. Les recherches effectuées ont montré des augmentations significatives de la survie sur des modèles de tumeurs cérébrales du rongeur. Un essai de phase I/II de radiothérapie stéréotaxique en présence d’agent de contraste iodé est en préparation sur la ligne médicale de l’établissement européen de rayonnement synchrotron.