Las células madre son células no especializadas que tienen la capacidad de convertirse en muchos tipos diferentes de células. Las células madre de la médula ósea son la fuente de las distintas células sanguíneas normales. Las dosis elevadas de medicamentos de quimioterapia o de radioterapia pueden destruir las células cancerosas, pero a menudo también destruyen las células madre de la persona, lo que impide que la médula ósea produzca células sanguíneas normales.
El trasplante de células madre reemplaza las células madre muertas por células madre sanas de un donante. Los donantes pueden ser la propia persona con cáncer (un autotrasplante) u otra persona relacionada o no relacionada genéticamente compatible (un alotrasplante). Las células madre pueden extraerse de la médula ósea de un donante, pero es más fácil y casi tan eficaz obtener las células madre de la sangre del donante. Los trasplantes de células madre permiten a los médicos administrar dosis elevadas de quimioterapia para tratar las leucemias y algunos linfomas.
