Stoffen die stralingseffecten kunnen beïnvloeden
Een tumor heeft zuurstof en voedingsstoffen nodig. Er zal dus altijd een bloedvat naar de tumor lopen. Cellen die vlakbij een bloedvat liggen, worden goed van zuurstof en voedingsstoffen voorzien. We zeggen ook wel dat ze goed zijn geoxygeneerd. Cellen die ver van een bloedvat afliggen, zijn slecht geoxygeneerd.

Het verschil in zuurstofvoorziening van de cellen is een belangrijk gegeven. Uit laboratoriumonderzoek blijkt dat slecht geoxygeneerde cellen meer kans hebben een dosis straling te overleven dan goed geoxygeneerde cellen. Cellen kunnen op verschillende manieren van extra zuurstof worden voorzien. Zo lijkt er een verband te zijn tussen het aantal rode bloedlichaampjes, de transporteurs van zuurstof in het bloed, en de oxygenatie van cellen.
Door bij patiënten met bloedarmoede de hoeveelheid rode bloedlichaampjes te verhogen kan de zuurstofspanning in het weefsel toenemen. De eerste resultaten van onderzoek waarbij patiënten voorafgaand aan de bestraling een bloedtransfusie kregen of gedurende de bestraling werden behandeld met epoëtine-alfa, zijn veelbelovend. Op wetenschappelijke congressen zijn resultaten gepresenteerd van patiënten met baarmoederhalskanker en hoofd-/halstumoren waarvan de behandelingseffectiviteit op díe wijze kon worden vergroot. Ook het inademen van extra zuurstof kan tot betere resultaten leiden. Bij patiënten met hoofd-/halstumoren ziet men een verbetering van het behandelingsresultaat als zij vlak voor de dagelijkse bestraling carbogeen, een mengsel van 95-98% zuurstof en 2-5% kooldioxide, inademen. De stralingsbehandeling wordt ook in een kortere periode, dus versneld, gegeven door op een aantal dagen 2 fracties te geven in plaats van 1 fractie per dag. Verder wordt een vaatverwijdend middel nicotinamide gegeven waardoor een betere doorbloeding in de tumor ontstaat. De hier beschreven behandeling wordt de arcon-behandeling genoemd (accelerated radiation carbogen nicotinamide).
In een andere strategie richt men zich juist op de slecht geoxygeneerde tumorcellen. Met bepaalde chemische stoffen zijn juist díe cellen gevoeliger te maken voor bestraling. Deze stoffen worden sensitizers genoemd. Zij kunnen een gunstig effect hebben op de behandeling. De cellen die goed voorzien zijn van zuurstof worden niet gevoeliger. Toediening van deze stoffen bij proefdieren heeft tot goede resultaten geleid. In een Deense studie werd door toediening van sensitizers ook een beter resultaat gehaald bij patiënten met hoofd-/halstumoren die bestraald werden.
Naast deze pogingen om tumoren stralingsgevoeliger te maken, worden ook stoffen getest die in combinatie met straling een beschermende werking hebben op de normale cellen (protectors). Enkele stoffen worden in klinische studies getest.

Het effect van bestraling voorspellen
Van een groot aantal menselijke tumoren is in het laboratorium de gevoeligheid voor straling bepaald. Het blijkt dat er grote verschillen bestaan in gevoeligheid voor straling. Men probeert nu per patiënt aan de hand van een stukje van de tumor de gevoeligheid voor straling te bepalen. Op deze manier zou men wat kunnen zeggen over de stralingsgevoeligheid van de tumor en daarmee over de kans de tumor door middel van straling te laten verdwijnen. Een groot probleem is dat dergelijke testen nu nog vele weken in beslag nemen, terwijl men wil beginnen met de bestraling. Men is dan ook op zoek naar snelle voorspellende (predictieve) testen.

Angiogenese
Kwaadaardige tumoren zijn in staat om zelf nieuwe bloedvaten te maken. We noemen dit angiogenese. Experimenteel onderzoek heeft uitgewezen dat het remmen van deze bloedvatnieuwvorming tezamen met chemotherapie of radiotherapie waarschijnlijk zal leiden tot betere behandelingsresultaten. Er wordt onderzoek bij patiënten uitgevoerd of de gevonden angiogeseremmers kunnen worden verdragen en of de tumor op deze nieuwe middelen reageert.