Oamenii de știință în domeniul celulelor stem desfășoară cercetări științifice asupra celulelor stem, atât pentru a le înțelege mai bine, cât și pentru a le explora potențialul în diverse scopuri de sănătate și medicale. Găsite în majoritatea organismelor multicelulare, celulele stem au abilități extraordinare de întinerire care le permit să reconstruiască țesuturile întregului organism sau anumite țesuturi specifice din organism. Celulele stem care pot da naștere la țesuturi întregi ale corpului se numesc celule stem embrionare și se găsesc în masa interioară a unui blastocist; un blastocist este un embrion în stadiu incipient. Al doilea tip de celule stem sunt celulele stem adulte, numite astfel pentru a le distinge de cele embrionare; ele apar de fapt în tot corpul la adulți, precum și la copii.
Celulele stem embrionare sunt pluripotente, iar celulele stem adulte sunt multipotente. Pluripotența înseamnă că celulele embrionare sunt capabile de diviziune celulară nesfârșită și pot rămâne în continuare nediferențiate. Sunt capabili să formeze orice fel de țesut corporal, cu excepția placentei. Celulele stem adulte multipotente, pe de altă parte, nu sunt atât de versatile și pot forma doar anumite tipuri de țesuturi, de obicei doar tipul în care se găsesc. Celulele stem adulte acționează ca truse de reparare a corpului, reînnoind celulele specializate de fiecare dată când sunt necesare.
Deoarece celulele stem sunt capabile de regenerare, ele oferă posibilități mari în cercetarea medicală. Acestea ar putea fi folosite pentru a repara țesutul deteriorat și a înlocui organele deteriorate și pentru a trata o varietate de afecțiuni precum leucemia, scleroza multiplă, fibroza chistică, bolile neuronilor motori și osteoporoza. Oamenii de știință în domeniul celulelor stem au obținut o măsură de succes în aceste eforturi, dar este încă nevoie de mult mai multă cercetare asupra celulelor stem.
Există două probleme semnificative în utilizarea celulelor stem în tratamentul medical. În primul rând, există probabilitatea ca organismul să respingă definitiv noile țesuturi și organe generate sau, altfel, necesitatea de a lua medicamente imunosupresoare în mod permanent pentru a evita respingerea imunității. În al doilea rând, oamenii de știință cu celule stem nu sunt încă capabili să controleze sau să prezică modul în care un transplant de celule stem se poate diviza în corpul unui pacient. Au existat cazuri în care celulele stem s-au împărțit într-un mod necontrolat, ducând la tumori canceroase.
În timp ce această problemă este încă studiată în laboratorul de cercetare, prima problemă poate fi rezolvată prin clonarea terapeutică. În acest sens, oamenii de știință cu celule stem preiau ADN-ul unui pacient, îl injectează într-un ou donator și induc ovulul să se dividă și să formeze un blastocist. Recoltarea celulelor stem se face apoi din acest blastocist și aceste celule stem vor avea același ADN ca și pacientul. Ca urmare, este posibil ca organismul pacientului să accepte țesuturile crescute din aceste celule stem și, de asemenea, poate fi inutil să ia aici medicamente imunosupresoare.
Un alt domeniu pe care oamenii de știință din celulele stem îl explorează este clonarea reproductivă. Până acum, oile, bovinele, câinii și alte animale au fost clonate cu succes, iar următorul pas evident este clonarea ființelor umane. Această cercetare s-a transformat într-un câmp minat de controverse, susținătorii promovând noi posibilități strălucitoare în cercetarea medicală, iar oponenții condamnând ceea ce ei văd ca o devalorizare a vieții umane. Dezbaterea este încă în curs și a influențat politica privind celulele stem în țările din întreaga lume. Multe țări fie au interzis complet clonarea umană, fie au impus anumite limitări stricte cercetării cu celule stem.