Articolo principale: Hematopoietic stem cell transplantation (trapianto di cellule staminali ematopioetiche)
È possibile prelevare cellule staminali ematopoietiche da una persona e poi infonderle in un’altra persona (cellule allogeniche) o nella stessa persona in un tempo successivo (autologhe). Se donatore e ricevente sono compatibili, queste cellule infuse viaggiano poi fino al midollo osseo e iniziano la produzione di cellule ematiche. In casi di grave malattia del midollo osseo, viene fatto il trapianto da una persona all’altra (trapianto allogenico), ovviamente dopo averne accertato la compatibilità. Infatti, quando necessario, il midollo malato deve essere distrutto e sostituito mediante il cosiddetto "trapianto" con il midollo di un donatore sano compatibile. Saranno adeguate analisi effettuate dai Registri appartenenti alla rete del BMDW (Bone Marrow Donors Wordwide), collegati a Centri di Trapianto di Midollo Osseo, a provvedere alla ricerca di possibili donatori. In Italia il Registro Nazionale dei donatori volontari di midollo osseo si chiama IBMDR , riconosciuto con Legge dello Stato. Prima il midollo del paziente viene distrutto con farmaci e/o con radiazioni, poi vengono introdotte le nuove cellule staminali o il nuovo midollo prelevato al donatore. Talvolta, in casi di cancro, prima della radioterapia o della chemioterapia vengono prelevate dal paziente cellule staminali che poi, una volta terminata la terapia che uccide anche le cellule staminali, verranno reintrodotte per ripristinare il sistema immunitario. In questo caso si parla di autotrapianto.
