Virusurile oncolitice, virusuri care omoară celulele canceroase, sunt descrise încă din 1904, în cazul unui pacient cu leucemie mielioidă în remisie după ce făcuse gripă.
Indiferent că sunt mutante sau de tip sălbatic, aceste virusuri au avantajul de a se replica preferențial în celulele tumorale și de a conduce la regresia lor prin liza celulară (distrugerea) și stimularea răspunsului imun tumoral.
Celule maligne au particularități specifice. Ele produc nucleotide (pentru a se reproduce rapid), dezvoltă rețele de vase de sânge și au capacitatea de a modifica răspunsul imunitar, în sensul că reduc răspunsul unor citokine (interferon tip 1). În plus, produc proteine capabile să inducă inhibarea celulelor citotoxice. Aceasta este, de altfel, principala cheie a cercetării în imunoterapia folosită în tratamentul anumitor tipuri de cancer.
Pentru a fi un virus util el trebuie să fie puțin sau netoxic pentru țesuturile normale și să fie capabil să țintescă în mod special celulele tumorale.
Cu ajutorul ingineriei genetice este posibilă dezvoltarea unor virusuri transgenice, care să se înmulțească în celulele maligne. Cu toate impedimentele, o analiză recentă efectuată de cercetătoriii americani arată că virusurile pot fi aliate prețioase, dacă sunt combinate cu alte terapii clasice (radioterapie, chimioterapie).