La radioterapia se utiliza ampliamente como un tratamiento antineoplásico a pesar de los efectos adversos que puede causar en tejidos no tumorales. Se han descrito agentes radiosensibilizadores, que pueden aumentar el efecto de la radiación en las células tumorales, como las nanopartículas de oro (GNPs). Para evaluar el efecto radiosensibilizador de las GNPs de 50 nm, realizamos una serie de estudios en dos líneas celulares neoplásicas, Caco2 (adenocarcinoma de colon) y SKBR3 (adenocarcinoma de mama), evaluando cualitativamente la internalización de las partículas, determinando con inmunofluorescencia el número de focos de -H2AX después de la irradiación con radiación ionizante (3 Gy) y evaluando la tasa de viabilidad de ambas líneas celulares después del tratamiento mediante un ensayo MTT. La internalización de las nanopartículas varió entre las líneas celulares, aunque ambas mostraron grados de internalización más altos para las GNPs funcionalizadas. Los recuentos de focos de -H2AX para los diferentes tiempos analizados mostraron diferencias notables entre las líneas celulares, aunque siempre fueron significativamente más altos para las GNPs funcionalizadas en ambas líneas. En cuanto a la viabilidad celular, en la mayoría de los casos se observó una tendencia a la disminución estadísticamente significativa cuando se trató con GNPs, especialmente aquellas que estaban funcionalizadas. Nuestros resultados nos llevaron a concluir que, si bien las GNPs de 50 nm inducen un claro efecto radiosensibilizador, es muy difícil describir la magnitud de este efecto como universal debido a la heterogeneidad encontrada entre las líneas celulares.