Základní členění kmenových buněk

Hierarchicky ( z hlediska jejich diferenciačního potenciálu) lze rozdělit kmenové buňky na:

• buňky totipotentní - mohou se bez omezení měnit na jakýkoliv jiný typ buněk včetně další totipotentní buňky; k totipotentním buňkám patří i buňky vzniklé prvním dělením oplozeného vajíčka, jakož i oplozené vajíčko samotné. Fascinující je především schopnost totipotentní kmenové buňky diferencovat se v buňky nejrůznějších tkání a orgánů, v jejichž prostředí se právě nachází. Totipotentní kmenová buňka, ať už je odebrána odkudkoliv,se např. po umístění mezi buňky srdečního svalu diferencuje v další srdeční buňky, nebo po umístění do prostředí nervových buněk se diferencuje v neurony. Právě tato schopnost kmenových buněk je reálným důvodem k léčebnému využití.
• buňky pluripotentní - potomci totipotentních buněk, kteří mohou produkovat jakékoliv jiné buňky kromě buňky totipotentní. Pluripotentní buňky mohou dát vznik všem buňkám budoucího jedince. Jejich charakteristickou vlastností je schopnost tvořit buňky všech tří zárodečných listů (ektodermu, entodermu a mezodermu).
   

  

   
• buňky multipotentní mohou produkovat pouze buňky příbuzné danému typu buňky,např. krevní buňky, nebo kmenové buňky kůže, ze kterých vzniknou epidermální buňky, mazové žlázy a vlasové folikuly nebo z neurálních kmenových buněk vzniknou všechny buněčné typy nervového systému (neurony a gliové buňky).
• a buňky progenitorové, neboli unipotentní (mohou produkovat pouze jediný typ buněk, ale mají schopnost samy se plně obnovit (možná spíše namnožit), tyto buňky tvoří přechodné stadium mezi kmenovými a zralými, specializovanými buňkami.

Podle existence „in vivo“ (v živém organizmu v  přirozených podmínkách, tedy v orgánech, pletivech či buňkách) nebo „in vitro“ (ve skle – v umělých, laboratorních podmínkách) se rozlišují:

• kmenové buňky primární
• kmenové buňky sekundární.

Kmenové buňky primární existují in vivo a dávají vznik buňkám dané buněčné struktury, tkáně, orgánu nebo organismu. Tyto buňky jsou nejčastěji multipotentní, některé mohou být i pluripotentní nebo unipotentní. Jsou typické relativně pomalou proliferací a schopností sebeobnovy, jsou základním zdrojem buněk pro regeneraci organismu a homeostázu. S věkem jich ubývá, ale nikdy během života jedince úplně nevymizí.

Kmenové buňky sekundární jsou připravené z populací pluripotentních kmenových embryonálních buněk, ze zárodečných buněk nebo z progenitorů embryonálních a dospělých tkání v podmínkách in vitro. Některé z nich jsou multipotentní, jiné pluripotentní, relativně rychle proliferují. Mají schopnost sebeobnovy a mohou být zdrojem buněk pro regeneraci organismu.

U savců byly popsány a připraveny tři buněčné typy sekundárních pluripotentních kmenových buněk:

• embryonální kmenové buňky (embryonic stem cells – ESCs), (EVANS and KAUFMANN 1981, MARTIN 1981, THOMPSON et al., 1981),
• embryonální zárodečné buňky (embryonic germ cells – EGCs), (MATSUI et al., 1992, RESNICK et al. 1992, SHAMBLOTT et al., 1998)
• embryonální nádorové buňky (embryonal carcinoma cells – ECCs), (MARTIN and EVANS, 1974, ANDDREWS et al., 1984).

Mezi základní vlastnosti těchto buněčných typů patří velká schopnost sebeobnovy a potenciální diferenciace do specifických buněčných linií. Kromě této základní diferenciace existují ještě buňky oligopotentní, které jsou svými vlastnostmi podobné multipotentním a buňky nullipotentní, které se mohou pouze dělit a nemění fenotyp. Kmenové buňky mohou být totipotentní, multipotentní, pluripotentní nebo unipotentní, ale buňky těchto vlastností nemusí být nutně kmenové.

Kmenové buňky se obecně dělí asymetricky, dělením nevznikají dvě rovnocenné buňky dceřiné, ale produktem jejich dělení jsou dva diametrálně odlišné typy buněk.