در سال‌های اخیر، درمان با سلول‌های بنیادی (Stem cells) به یک موضوع تحقیقاتی علمی بسیار پیشرفته و جذاب تبدیل‌شده‌است. توسعه روش‌های درمانی انتظارات را از سلول‌های بنیادی بسیار بالا‌برده‌است. در موجودات پرسلولی، سلول‌های بنیادی سلول‌های تمایز‌نیافته‌ یا نیمه‌تمایز‌یافته هستند که می‌توانند به انواع مختلفی از سلول‌ها تمایز‌یافته و به طور نامحدود تکثیر‌شوند تا سلول‌های بنیادی بیشتری تولید‌کنند. سلول های بنیادی سلول‌های غیر‌تخصصی بدن انسان هستند. آنها قادر به تمایز به هر سلولی از ارگانیسم هستند و توانایی خود‌نوسازی را دارند. سلول های بنیادی هم در جنین و هم در سلول های بالغ وجود دارند.  چندین مرحله از تمایز وجود دارد که قدرت رشد سلول‌ها در هر مرحله از آن کاهش‌می‌یابد. آن‌ها هم در جنین و هم در موجودات بالغ یافت‌می‌شوند، اما در هر کدام کمی تفاوت دارند. آن‌ها معمولاً از سلول‌های پیش ساز که نمی توانند به‌صورت نامحدود تقسیم شوند و یا معمولاً فقط به یک نوع سلول تبدیل‌می‌شوند،‌ متمایز‌می‌شوند.

در پستانداران، تقریباً 50 تا 150 سلول، توده سلولی داخلی را بین روزهای 5 تا  14ام مرحله بلاستوسیستی جنین تشکیل‌می‌دهند. این سلول‌ها قابلیت سلول‌های بنیادی را دارند. آن‌ها در نهایت به انواع سلول‌های بدن تمایز می‌یابند. این فرآیند با تمایز به سه لایه‌ی اکتودرم، مزودرم و اندودرم در مرحله گاسترولاسیون شروع‌می‌شود. با این حال، زمانی که جداسازی و کشت در شرایط آزمایشگاهی انجام شود، می‌توان آنها را در مرحله سلول‌های بنیادی نگه‌داشت که به عنوان سلول‌های بنیادی جنینی (ESCs) نام‌گذاری‌شده‌اند.

سلول‌های بنیادی بالغ در قسمت‌هایی از بدن مانند مغز استخوان یا غدد جنسی یافت‌می‌شوند. وظیفه‌ی آن‌ها جایگزین‌کردن انواع سلول‌های از دست‌رفته است. این سلول‌ها چند‌توان یا تک توان هستند و بدین معناست که  فقط به چند نوع سلول یا یک نوع سلول تمایز می یابند. در پستانداران، شامل سلول‌های بنیادی خون‌ساز هستند که خون و سلول‌های ایمنی را جایگزین‌می‌کنند. سلول‌های پایه اپیتلیوم پوست را حفظ‌می‌کنند و سلول‌های بنیادی مزانشیمی استخوان، غضروف، ماهیچه و سلول‌های چربی را حفظ می کنند. سلول‌های بنیادی بالغ اقلیت کوچکی از سلول‌ها هستند.

 این سلول‌ها بر اساس تمایز به چند دسته تقسیم‌می‌شوند:

همه (تمام) توان (Totipotent): این سلول‌ها دارای بالاترین پتانسیل تمایز هستند و به سلول‌ها قابلیت ایجاد ساختارهای جنینی و خارج جنینی را می‌دهند. یکی از نمونه های سلول تمام توان، زیگوت است که پس از بارور شدن تخمک و لقاح آن با اسپرم به وجود می‌آید. این سلول‌ها می‌توانند بعداً به یکی از سه لایه زاینده تبدیل شوند یا جفت را تشکیل دهند. پس از تقریباً 4 روز، توده سلولی داخلی بلاستوسیت پرتوان می‌شود که این ساختار منبع سلول های پرتوان است. 

پر‌توان (Pluripotent): این سلول‌های بنیادی می‌توانند سلول‌های چندین بافت را بسازند اما ساختارهای خارج جنینی مانند جفت را تشکیل نمی‌دهند. آن‌ها می‌توانند بخش‌هایی از بافت جنینی از قبیل اکتودرم، مزودرم و اندودرم را تشکیل‌دهند. سلول های بنیادی پرتوان القایی که از لایه اپی‌بلاست جنین مشتق‌شده‌اند نیز مثال دیگری از سلول‌های بنیادی پرتوان هستند. سلول‌های بنیادی خون‌ساز جنینی نیز پرتوان هستند و توانایی تمایز به تمام بافت‌های بدن را دارند. در نتیجه می‌توانند آینده‌ی درمان را بسیار روشن‌تر کنند.

چند‌توان (Multipotent):‌ سلول های بنیادی چند توان دارای طیف تمایز کمتری نسبت به سلول‌های پر‌توان هستند. یک نمونه سلول بنیادی خون‌ساز است که می تواند به چندین نوع سلول خونی تبدیل شود. پس از تمایز، یک سلول بنیادی خون‌ساز به یک سلول الیگوپوتنت تبدیل می شود. سپس توانایی تمایز آن‌ها به سلول های اصلی محدود‌می شود. سلول‌های بافت پوست و سلول‌های عصبی در بزرگسالان از این نوع هستند.

کم‌توان (Oligopotent): سلول‌های بنیادی می‌توانند به چندین نوع سلول تمایز‌یابند. بعنوان مثال، سلول بنیادی میلوئیدی می‌توانند به گلبول‌های سفید تبدیل‌شوند اما نمی‌توانند به گلبول‌های قرمز تبدیل‌شوند.

تک‌توان (Unipotent ): سلول‌های بنیادی تک‌توان با محدودترین قابلیت‌ تمایز و خاصیت تقسیم سلولی مکرر شناخته‌می‌شوند. این ویژگی، آن‌ها را به یک گزینه‌ی امیدوارکننده برای استفاده درمانی در پزشکی تبدیل‌کرده‌است. این سلول ها فقط قادر به تشکیل یک نوع سلول هستند.

مزایای استفاده از سلول‌های بنیادی

استفاده از سلول‌های بنیادی می‌تواند موجب کاهش موارد زیر‌ شود:

•  علائم بیماری
•  مصرف دارو
•  خطرات ناشی از جراحی
• خطرات بیهوشی

معایب

• سرکوب سیستم ایمنی
• امکان تشکیل بافت غیریکنواخت به دلیل سختی تشخیص دقیق نوع سلول
• بوجود آمدن تومور بعد از پیوند
• نگرانی‌های اخلاقی