A CTL-ek antitumor-aktivitását használják ki a hematológiai tumorok (akut myeloid leukaemia – AML, krónikus myeloid leukaemia – CML, akut lymphoid leukaemia – ALL) allogén csontvelő-átültetéssel történő kezelésekor. A terápia során a beteg radio- vagy kemoterápiáját követően egy másik egyedből származó csontvelői őssejtekkel állítják helyre a károsított immunrendszert. Az allogén csontvelői sejtekből differenciálódó citotoxikus T-sejtek a beteg szöveti sejtei – köztük a tumorsejtek – által bemutatott „idegen” MHC-I–peptid komplexek felismerése révén hozzájárulnak a visszamaradt tumorsejtek elpusztításához, de emellett a GVH (graft versus host) reakció révén az egészséges szövet károsodásához is vezethetnek. Érdekes módon az antileukaemia hatás abban az esetben is érvényesül, ha a csontvelő átültetéshez HLA-azonos testvérből származó csontvelői sejteket alkalmaznak, különösen akkor, ha a női donor sejtjeit férfi recipiensbe juttatják. Ebben az esetben a citotoxikus T-lymphocytákat csak olyan, nem azonos aminosav-sorrenddel rendelkező fehérjékből származó peptidek aktiválhatják, amelyeket a közös HLA fehérjék bemutatnak. Ilyen peptidek származhatnak az Y kromoszómán kódolt fehérjékből vagy bármely allotípus variánsokkal rendelkező (polimorf) fehérjéből. Ezeket az intracelluláris, endogén CTL epitópokat eredményező fehérjéket – szemben a fő hisztokompatibilitási gén komplex által kódolt HLA gének termékeivel – minor hisztokompatibilitási antigéneknek nevezzük.