Przeszczepy komórek macierzystych, znane również jako przeszczepy szpiku kostnego, są stosowane w leczeniu różnych chorób, w tym białaczki, chłoniaka i szpiczaka mnogiego. Dawcą komórek macierzystych może być sam pacjent, dopasowany biologiczny członek rodziny lub dopasowany dawca niespokrewniony. Trzy podstawowe metody pobierania komórek macierzystych to ekstrakcja szpiku kostnego, afereza krwi obwodowej i pobranie krwi pępowinowej.
Chirurgiczna ekstrakcja szpiku kostnego w celu pobrania komórek macierzystych odbywa się w sali operacyjnej, gdzie dawca znajduje się w znieczuleniu ogólnym. Podczas operacji szpik kostny dawcy pobierany jest z kilku miejsc nakłucia w kościach biodrowych za pomocą specjalnej igły. Pobiera się około 1 do 2 kwart (94 do 1.89 litra) szpiku kostnego, co stanowi około pięciu procent całkowitego szpiku pacjenta. Po ekstrakcji szpiku kostnego jest on filtrowany i usuwany jest tłuszcz lub fragmenty kości. Donacja jest następnie transportowana do laboratorium w celu przetworzenia przed zamrożeniem do późniejszej transplantacji lub natychmiastowym przeszczepem biorcy.
W ostatnich latach popularną metodą pobierania komórek macierzystych stała się afereza krwi obwodowej, ponieważ nie wymaga ona zabiegu chirurgicznego. Aby przygotować się do aferezy, dawca zwykle otrzymuje przez kilka dni specjalny lek, znany jako czynnik stymulujący granulocyty (G-CSF), który pobudza szpik do uwalniania większej liczby komórek macierzystych do krwiobiegu. Krew jest następnie pobierana od dawcy przez wenflon umieszczany w dużej żyle w ramieniu lub w centralnej linii umieszczonej w klatce piersiowej, szyi lub pod pachą. Następnie krew przechodzi przez maszynę, która oddziela komórki macierzyste od krwinek czerwonych, krwinek białych i płytek krwi. Komórki, które nie są potrzebne, są następnie zwracane dawcy przez inną żyłę w ramieniu lub przez linię centralną.
Pobieranie krwi pępowinowej również stało się popularną metodą pozyskiwania komórek macierzystych. Dzięki tej metodzie komórki macierzyste są po prostu usuwane z wyrzuconej pępowiny i łożyska noworodka w momencie porodu. Główną zaletą tego typu pobierania komórek macierzystych jest to, że nie szkodzi ani nie przeszkadza dawcy, ponieważ materiały i tak zostałyby wyrzucone. Te komórki macierzyste mogą zostać zamrożone do nadchodzącego przeszczepu, który został już zaplanowany lub zamrożone na wypadek nieprzewidzianych potrzeb w odległej przyszłości. Ta metoda pobierania komórek macierzystych była tradycyjnie zarezerwowana dla dawców dzieci lub małych dorosłych, ze względu na ograniczoną liczbę komórek macierzystych dostępnych w pępowinie i łożysku.