As células estaminais diferem da restantes células do organismo por serem células indiferenciadas e não especializadas, terem a capacidade de se auto-renovar e dividir indefinidamente, e por serem capazes de se diferenciar em linhagens celulares distintas.
Para que tal especialização funcional aconteça é necessário haver um condicionamento biológico, fenómeno que determina a evolução de um célula no sentido de um linha de diferenciação específica em tecidos ou orgãos.
Durante o desenvolvimento embrionário (no período de gestação do bebé) as células estaminais especializam-se, originando vários tipos de células do nosso corpo, como as células musculares, nervosas, cardíacas, ósseas e células sanguíneas. Mais tarde, as células estaminais no adulto, podem reparar tecidos danificados e substituir as células que vão morrendo. O exemplo mais conhecido é a constante renovação das células sanguíneas, como os glóbulos vermelhos, a partir de células estaminais presentes na medula óssea.
Nem todas as células estaminias tem o mesmo potencial de diferenciação. Estas células podem ser obtidas a partir do embrião (células embrionárias) ou de um organismo adulto (células estaminais adultas).
Essa origem caracteriza as três categorias de células estaminias:
- Totipotentes (o seu potencial de diferenciação é ilimitado e pode dar origem a qq tipo de célula, estas células existem no óvulo recém-fertilizado)
- Pluripotentes (como as células estaminais embrionárias, que tem a capacidade de dar origem a qualquer tipo de tecido do organismo, à excepção da placenta e dos tecidos de suporte do útero)
- Multipotentes (células pluripotentes, que durante o desenvolvimento embrionário se especializam, dando origem a células particulares de tecidos específicos, cujo potencial de diferenciação é mais restrito).
Do sangue do cordão umbilical (SCU) do recém-nascido podem isolar-se células estaminais hematopoiéticas, que são multipotentes. Estas células possuem a capacidade de se poderem diferenciar nas células da linhagem sanguínea, os glóbulos vermelhos (eritrócitos), os glóbulos brancos (leucócitos) e as plaquetas.
O SCU também possui algumas células estaminais mesenquimatosas, que são pluripotentes. Têm um elevado potencial de diferenciação, podendo originar células do sistema nervoso (neurónios), fígado (hepatócitos), osso (osteócitos), cartilagem (condrócitos), gordura (adipócitos), musculares e musculares cardíacas, entre outras. Também possuem algumas células estaminais endoteliais, que são multipotentes. Estas últimas desempenham uma função importante na formação dos vasos sanguíneos nos tecidos (neovascularização).