Provided are methods and compositions for treating cancer with a combination of neural stem cells (NSCs) and a replication-competent oncolytic virus such as conditionally replication- competent chimeric orthopoxvirus (CF33). The cancer includes but is not limited to primary, recurrent, and metastatic brain cancer, breast cancer, head and neck cancer, bladder cancer, ovarian cancer, uterine cancer, prostate cancer, skin cancer, lung cancer, and colorectal cancer.L'invention concerne des procédés et des compositions pour traiter le cancer avec une combinaison de cellules souches neurales (NSC) et d'un virus oncolytique pouvant se répliquer, tel qu'un orthopoxvirus chimérique à réplication conditionnelle (CF33). Le cancer peut être, sans caractère limitatif, un cancer primaire, récidivant ou métastatique du cerveau, du sein, de la tête et du cou, de la vessie, de l'ovaire, de l'utérus, de la prostate, de la peau, du poumon ou colorectal.