Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) pochodzą z ludzkiego zarodka i są uważane za multipotencjalne — rodzaj komórek macierzystych, które nie przyjęły jeszcze określonego fenotypu komórkowego. Takie komórki mają zdolność różnicowania się w różne typy komórek znajdujących się w ludzkim ciele, w tym fibroblasty, komórki tłuszczowe, komórki mięśniowe, komórki kostne i komórki skóry. Po zróżnicowaniu MSC komórki dojrzewają i będą pełnić funkcje fenotypów, dopóki nie umrą. Podczas gdy mezenchymalne komórki macierzyste odgrywają ważną rolę w badaniu zachowania rozwoju komórkowego, krytycy twierdzą, że zbieranie MSC z ludzkich embrionów jest nieetyczne i moralnie złe.
MSC pochodzą z mezenchymu, wczesnej tkanki rozwojowej zarodka, która rozwinie się w różne typy tkanki łącznej. Chociaż MSC pochodzą głównie z embrionów, można je również ekstrahować z tkanki pępowinowej. Chociaż występują głównie w ludzkim embrionie, mezenchymalne komórki macierzyste można również znaleźć w miękkiej tkance zębów dorosłych. Komórki znane jako multipotencjalne komórki zrębowe mają podobne właściwości jak mezenchymalne komórki macierzyste, ale znajdują się w ciele dorosłego, szczególnie w szpiku kostnym i tkance łącznej otaczającej układ naczyniowy.
Mezenchymalne komórki macierzyste mają różnorodne zastosowania w dziedzinie inżynierii komórkowej i tkankowej. W szczególności MSC są łatwo ekstrahowane, izolowane i utrzymywane w warunkach in vitro, co pozwala na skuteczne badania nad zachowaniem komórek bez obawy o żywotność komórek. Linie komórkowe MSC są wieczne — w odpowiednich warunkach wzrostu komórki będą dzielić się w nieskończoność, pod warunkiem, że będą miały odpowiednią przestrzeń. Podczas eksperymentów linie komórkowe MSC są często utrzymywane w kontrolowanym środowisku, w którym temperatura jest utrzymywana na poziomie 98.6 stopni Fahrenheita (37 stopni Celsjusza) i utrzymywane jest środowisko gazowe 5% dwutlenku węgla (CO2).
MSC są szczególnie ważne w badaniach mających na celu określenie wpływu różnych bodźców zewnętrznych, zarówno chemicznych, jak i mechanicznych, na zachowanie komórek. Jako komórki multipotencjalne, MSC przyjmą swoje ostateczne fenotypy w oparciu o takie zewnętrzne bodźce. Dlatego badacze mogą określić czynniki sprawcze różnicowania komórek za pomocą MSCs.
Ponadto przeprowadzono badania z wykorzystaniem komórek MSC w celu zbadania mechanizmów wzrostu i proliferacji komórek rakowych. Takie badania mają nadzieję na wykorzystanie MSC do lepszego zrozumienia kluczowych etapów rozwoju komórek rakowych, tak aby te etapy rozwoju mogły zostać przerwane, aby zapobiec dalszym zachowaniom rakowym. Techniki badające wydajniejsze pozyskiwanie MSC z pępowiny i tkanki łącznej mają na celu złagodzenie moralnych i etycznych problemów związanych z pozyskiwaniem komórek macierzystych z ludzkich embrionów.