למדנו, שתאי TC יכולים לתקוף תאים סרטניים ולגרום להריסתם. עם זאת נמצא, כי תדירות ההופעה הספונטנית של גידולים סרטניים בזן עכברים שבו התימוס אינו מתפתח (ולכן אין להם תאי T) איננה גדולה בהשוואה לעכברים
בעלי תימוס נורמלי. מכאן עלתה האפשרות, שתאי T אינם אוכלוסית התאים היחידה בגוף המתפקדת כבלם של התפתחות גידולים סרטניים. בסוף שנות השבעים התברר, שבמקביל לתאי T מופיעים במערכת הלימפואידית לימפוציטים נוספים, שבקרום התא שלהם אין קולטנים ספציפיים לאנטיגן.

לימפוציטים אלה מגלים פעילות ציטוטוקסית: הם תוקפים והורסים תאים סרטניים ותאים נגועים בנגיף. התאים הנמנים עם אוכלוסיה זאת כונו תאי הרג טבעיים*[1] (תאי NK).
הכינוי "טבעי" נובע מן העובדה, שאין להם קולטן ספציפי לאנטיגן בקרום התא. כיצד אפוא הם מזהים את האנטיגן? על כך עדיין אין לנו תשובה. פענוח מנגנון פעילותם של תאי NK נמצא בחזית המחקר האימונולוגי כיום.

התברר, שפעילות תאי NK נגד תאים סרטניים שונה מזאת של תאי TC לפחות בשלושה דברים:
א. בקרום התא של תאי NK לא מצוי קולטן ספציפי לאנטיגן. עדיין לא זוהתה המולקולה שמאפשרת להם להתקשר לתא הסרטני.
ב. בתגובה של תאי NK לא נשמר "זיכרון חיסוני"; כלומר, בתגובה לחשיפה חוזרת לאנטיגן לא גוברת עצמת התגובה של תאי NK.
ג. תאי NK נמצאים במאכסן באופן נורמלי, ואין צורך בגירוי מוקדם.

בדומה לתאי T ו- B פזורים תאי NK בכל המערכת הלימפואידית ובמערכת הדם, ושם הם מגיבים נגד אנטיגנים המצויים על פני תאים; בניגוד לתאי T ו- B כמותם של תאי ה- NK אינה משתנה כתוצאה מגירוי אנטיגני.

מצבי חסר בתאי NK: בעכברים שסובלים מחסר בתאי NK מתפתחים גידולים סרטניים בתדירות גבוהה יותר מזו שבעכברים נורמליים. בעיתונות הרפואית דווח על אישה צעירה שבגופה מצויה כמות נורמלית של תאי T ותאי B, אך אין לה תאי NK כלל. אישה זאת סובלת מזיהומים חמורים של נגיפים ממשפחת נגיפי ההרפס. אנשים שחסרים להם תאי NK מפתחים לעתים קרובות לימפומות (גידול סרטני של לימפוציטים).
1. תגובות חיסון תאיות הן תגובות שהתאים פועלים בהן במישרין על האנטיגן; בתגובות אלה משתתפים תאי T הפועלים באופן ספציפי על האנטיגן, וכן מקרופגים ותאי NK שפעילותם איננה ספציפית.
2. תגובות חיסון הומורליות הן תגובות שמתבצעות על ידי נוגדנים הנקשרים לאנטיגנים באופן ספציפי. הנוגדנים נוצרים על ידי תאי פלזמה שמוצאם בתאי B ספציפיים לאנטיגן.
3. לפניך איור סכמטי המתאר את ואת פעולות הגומלין העיקריות בינהן:

[1] תאי NK הרג טבעיים – Natural Killer Cells