Celulele stem mezenchimale (MSC) își au originea în embrionul uman și sunt considerate a fi multipotente – un tip de celule stem care nu au adoptat încă un fenotip celular specific. Astfel de celule au capacitatea de a se diferenția în diferite tipuri de celule găsite în corpul uman, inclusiv fibroblaste, celule adipoase, celule musculare, celule osoase și celule ale pielii. Odată ce MSC-urile se diferențiază, celulele se maturizează și vor îndeplini funcțiile fenotipurilor până când vor muri. În timp ce celulele stem mezenchimale joacă un rol important în studierea comportamentului dezvoltării celulare, criticii susțin că colectarea de MSC din embrioni umani este lipsită de etică și greșită din punct de vedere moral.
MSC-urile sunt derivate din mezenchim, un țesut timpuriu de dezvoltare al embrionului care se va dezvolta în diferite tipuri de țesut conjunctiv. Deși MSC-urile sunt derivate în principal din embrioni, ele pot fi, de asemenea, extrase din țesutul cordonului ombilical. Deși se găsesc în principal în embrionul uman, celulele stem mezenchimale pot fi găsite și în țesutul moale al dinților adulți. Celulele cunoscute sub numele de celule stromale multipotente au proprietăți similare cu celulele stem mezenchimale, dar se găsesc în corpul adult, în special în măduva osoasă și țesutul conjunctiv din jurul sistemului vascular.
Celulele stem mezenchimale au diverse aplicații în domeniul ingineriei celulare și tisulare. În mod specific, MSC-urile sunt extrase, izolate și menținute cu ușurință in vitro, permițând studii eficiente asupra comportamentului celular cu puțină preocupare privind viabilitatea celulelor. Liniile celulare MSC sunt eterne – în condițiile adecvate de creștere, celulele se vor împărți la infinit, cu condiția să aibă spațiu adecvat. În timpul experimentării, liniile celulare MSC sunt adesea păstrate într-un mediu controlat în care temperatura este menținută la 98.6 grade Fahrenheit (37 grade Celsius) și se menține un mediu gazos de 5% dioxid de carbon (CO2).
MSC-urile sunt deosebit de importante în studiile care vizează determinarea efectelor diferiților stimuli externi, atât chimici, cât și mecanici, asupra comportamentului celular. Ca celule multipotente, MSC-urile își vor adopta fenotipurile finale pe baza unor astfel de stimuli externi. Prin urmare, cercetătorii pot determina factorii cauzali în diferențierea celulelor prin utilizarea MSC-urilor.
În plus, au fost efectuate cercetări folosind MSC-uri pentru a investiga mecanismele de creștere și proliferare a celulelor canceroase. Astfel de studii speră să folosească MSC-uri pentru a înțelege mai bine etapele cheie ale dezvoltării celulelor canceroase, astfel încât aceste etape de dezvoltare să poată fi întrerupte pentru a preveni un comportament canceros în continuare. Tehnicile care investighează derivarea mai eficientă a MSC-urilor din cordonul ombilical și țesuturile conjunctive au încercat să atenueze preocupările morale și etice cu derivarea celulelor stem din embrioni umani.