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De nombreuses cellules et molécules du système immunitaire sont impliquées dans la contrôle de la croissance tumorale. Cependant, la réponse de l'organisme ne suffit pas toujours pour empêcher le développement d'un cancer. L'immunothérapie vise à activer les mécanismes de défense des patients (par l'intermédiaire de cytokines ou de vaccins par exemple) ainsi qu'à pallier une réponse insuffisante par l'administration de molécules ou cellules effectrices (anticorps monoclonaux, cellules CAR-T).

Alors que les expériences in vitro laissaient à penser que les lymphocytes T cytotoxiques étaient des cellules capables, seules, de détruire cellules infectées et tumorales, les observations in vivo montrent que les LTc ont en réalité besoin d’être plusieurs pour venir à bout de leurs cibles. Cette élimination passe par l’établissement de synapses immunologiques aboutissant à la mort par apoptose des cellules infectées ou cancéreuses. Cependant certaines cellules tumorales disposent de mécanismes d’auto-défense face aux LTc.

Les papillomavirus humains sont responsables de plusieurs centaines de milliers de décès chaque année. Or des vaccins très prometteurs existent et pourraient, si la couverture vaccinale était suffisante, diminuer drastiquement le nombre de cancers causés par ces virus.