Solo da pochi anni è noto che esistono cellule staminali anche nel tessuto cardiaco e neuronale (esistono in tutti i tessuti adulti, in cui svolgono funzione di riparazione e rigenerazione).

Le cellule staminali sono popolazioni coinvolte nella rigenerazione, riparazione ed omeostati tissutale. Per omeostati tissutale s’intende quel processo di equilibrio che mantiene il tessuto in equilibrio.

Caratteristica del tessuto osseo è il rinnovamento cellulare, basti pensare che nell’arco della nostra vita l’intero apparato scheletrico si rinnova più di 10 volte; tale processo di omeostasi tissutale vede coinvolte cellule indifferenziate, non committed: le cellule mesenchimali (staminale) divengono cellule osteo-progenitrici, che si differenziano in osteoblasti dando infine vita agli osteociti. È chiaro che in questo evento di rigenerazione è fondamentale anche la funzione degli osteoclasti, quindi la rimozione delle cellule ossee più vecchie. Se l’equilibrio sintesi-rimozione venisse danneggiato si creerebbero seri danni: se c’è più sintesi (mal funzionamento degli osteociti) si ha l’osteopetrosi, gli osteoclasti sono deficitati nella loro azione, cosicché gli osteociti vanno a formare osso anche dove non dovrebbero (come nei canali che ospitano il midollo spinale). Se invece è l’attività osteoclastica a privilegiare si ha osteoporosi: qui l’alterazione dei livelli di ormoni e citochine (come IL-6) va ad inibire la componente osteoblastica e favorire la funzione osteoclastica.

Dal punto visto biologico una cellula staminale per essere definita tale deve soddisfare dei parametri principali:

- clonogenicità: deve potersi dividersi in modo pressoché infinito (limite di Hayflick = limite di duplicazione; limite di duplicazioni cellulari di una cellula. Analizzando il numero delle divisioni cellulari nei fibroblasti, si è visto che dopo 100-150 duplicazioni, si arrestavano). Una cellula staminale di norma sfugge a questo limite di Hayflick, anche se recentemente si è visto che anche esse entrano in un pathway in cui si interrompe la divisione (è in grado sicuramente di proliferare di più rispetto ad un fibroblasto, ma non prolifica oltre le 200-300 divisioni).

Esperimento di clonogenicità, per vedere se una cellula è staminale: le cellule si seminano a bassa densità (densità clonale). Se questa singola cellula è in grado di dare una colonia vuol dire che è staminale.

- divisione asimmetrica: di norma le cellule svolgono divisione simmetrica (singolo mioblasto dà 2 mioblasti identici). Qui invece una singola cellula si divide asimmetricamente per mitosi, dando origine a due cellule figlie con stesso corredo cromosomico, ma con diverso destino differenziativo. Cioè una delle due rimarrà cellula staminale (mantenendo il pool di cellule staminali), mentre l’altra intraprenderà un destino differenziativo, avendo ricevuto input specifici (parteciperà alla riparazione ed al riparo del tessuto danneggiato).

La divisione asimmetrica non è esclusiva nelle cellule staminali, esse possono infatti anche fare divisione simmetrica dando origine a cellule tumorali (tumore con cellule indifferenziate)  vedremo poi.

- rate proliferativo più basso rispetto alle normali cellule ciclanti (velocità di divisione ridotta)