Per essere definita tale, una cellula staminale deve avere delle caratteristiche funzionali critiche, che sono:
1) Auto-mantenimento
(auto-rinnovamento, self-renewal);
la proprietà che consente a tali cellule di mantenersi invariate nel tempo, ovvero deve essere capace di perpetuare sé stessa indefinitamente, sostenendo anche più di 160 divisioni cellulari senza andare incontro a trasformazione neoplastica e mantenendo le proprie caratteristiche funzionali. In altre parole, le Cellule Staminali devono essere capaci di compiere delle divisioni cellulari, generando in ogni caso almeno una cellula figlia dotata del loro medesimo potenziale di sviluppo. In ciascun organismo, l’elevata capacità proliferativa di un pool di cellule staminali è fondamentale per il mantenimento degli organi.
2) Potenziale clonogenico (o clonogenicità)
Ossia la capacità di moltiplicarsi e di dare origine ad una progenie di cellule con caratteristiche identiche alla cellula staminale parentale.
3) Potenziale Multidifferenziativo
ossia deve essere in grado di differenziarsi in numerosi diversi tipi cellulari. Ciò avviene in ragione della capacità di self-renewal, mediante la cosidetta divisione asimmetrica, ovvero attraverso la generazione di due cellule figlie, di cui una identica alla cellula madre e dotata delle medesime proprietà funzionali, e l’altra destinata a proliferare e poi differenziare, perdendo la capacità di auto-rinnovamento, e che è definita cellula di transizione o precursore transitorio di amplificazione (Transit-amplifying Progenitors)
Per differenziamento s’intende l’acquisizione, in seguito ad opportuni stimoli, di caratteristiche morfologiche, fenotipiche e funzionali che appartengono ad un tipo cellulare specifico; pertanto, durante il differenziamento, mentre alcuni geni si attivano, altri vengono inattivati affinché la cellula indifferenziata si specializzi.
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