Tüvirakkude uurimine on muutunud üha olulisemaks, kuna neid rakke saab kasutada mitmesuguste haiguste raviks. Tüvirakud on keha spetsialiseerimata rakud, millel on võime areneda spetsiifilisteks rakkudeks spetsiifiliste rakkude jaoks organid või kudedeks areneda. Erinevalt spetsialiseeritud rakkudest on tüvirakkudel võime paljuneda läbi rakutsükkel mitu korda, pikka aega. Tüvirakud on saadud kehas mitmest allikast. Neid leidub küpses keha kudedes, nabaväädiveres, lootekoes, platsentas ja embrüodes.
Tüvirakud arenevad kehas kudedeks ja elunditeks. Mõnes rakutüübis, näiteks nahk kude ja aju kudedes, võivad nad ka regenereeruda, et aidata kahjustatud rakke asendada. Mesenhümaalsed tüvirakud mängivad näiteks kahjustatud koe paranemisel ja kaitsmisel üliolulist rolli. Mesenhümaalsed tüvirakud on pärit luuüdi ja tekivad rakud, mis moodustavad spetsialiseerunud sidekoed, samuti rakud, mis toetavad veri. Need tüvirakud on seotud meie veresooned ja asuge laevade kahjustumise korral tegutsema. Tüvirakkude funktsiooni juhivad kaks olulist rada. Üks rada annab märku raku paranemisest, teine aga takistab raku paranemist. Kui rakud on kulunud või kahjustatud, käivitavad teatud biokeemilised signaalid täiskasvanud tüvirakud koe parandamiseks. Vanemaks saades takistavad tüvirakud vanemas koes teatud keemiliste signaalide reageerimist, nagu nad tavaliselt teeksid. Uuringud on siiski näidanud, et kui õiges keskkonnas asetada ja asjakohaste signaalidega kokku puutuda, suudab vanem kude end taas parandada.
Kuidas tüvirakud teavad, millist tüüpi kude saada? Tüvirakkudel on võime diferentseeruda või muunduda spetsiaalseteks rakkudeks. Seda eristamist reguleerivad sisemised ja välised signaalid. Rakk geenid juhtida eristumise eest vastutavaid sisemisi signaale. Diferentseerumist kontrollivad välissignaalid hõlmavad teiste poolt eritatavaid biokeemiaid rakud, juuresolekul molekulid keskkonnas ja kontakt läheduses asuvate rakkudega. Tüvirakkude mehaanika - jõud, mida rakud avaldavad ainetele, millega nad kokku puutuvad - mängivad tüvirakkude diferentseerimisel üliolulist rolli. Uuringud on näidanud, et täiskasvanud inimese mesenhüümi tüvirakud arenevad luu rakke, kui neid kultiveeritakse jäigemal tüvirakkude karkassil või maatriksil. Paindlikumal maatriksil kasvatades arenevad need rakud rasva rakud.
Ehkki tüvirakkude uuringud on näidanud inimeste haiguste ravis palju lubadusi, pole see ilma vaidlusteta. Suur osa tüvirakkude uurimisega seotud poleemikat keskendub embrüonaalsete tüvirakkude kasutamisele. Põhjus on see, et inimese embrüod hävivad embrüonaalsete tüvirakkude saamise käigus. Tüvirakkude uuringute edusammud on aga loonud meetodeid teiste haiguste esilekutsumiseks tüvirakkude tüübid embrüonaalsete tüvirakkude omaduste omandamisele. Embrüonaalsed tüvirakud on pluripotentsed, mis tähendab, et neist võivad areneda peaaegu igat tüüpi rakud. Teadlased on välja töötanud meetodid täiskasvanute tüvirakkude muundamiseks indutseeritud pluripotentseteks tüvirakkudeks (iPSC). Nendel geneetiliselt muudetud täiskasvanud tüvirakkudel palutakse toimida embrüonaalsete tüvirakkudena. Teadlased arendavad pidevalt uusi meetodeid tüvirakkude genereerimiseks ilma inimese embrüoid hävitamata. Nende meetodite näideteks on:
Tüvirakkude uuringud on vajalikud haiguse tüvirakuravi väljatöötamiseks. Seda tüüpi ravi hõlmab tüvirakkude ärgitamist arenema eritüüpi rakke, et kudesid parandada või taastada. Tüvirakkude ravimeetodeid saab kasutada paljude haigusseisundite, sealhulgas hulgiskleroosiga patsientide raviks. selgroog vigastused, närvisüsteem haigused, südamehaigused, kiilaspäisus, diabeet ja Parkinsoni tõbi. Tüvirakkude ravi võib olla isegi potentsiaalne vahend säilimise tagamiseks ohustatud liigid. A Monashi ülikooli uuring osutab, et teadlased on avastanud viisi ohustatud lumeleopardi abistamiseks, tootes täiskasvanud lumeleopardide kõrvakudedest iPSC-sid. Teadlased loodavad, et suudavad iPSC-de rakud moodustumiseks meelitada sugurakud nende loomade edaspidiseks paljundamiseks läbi kloonimine või muud meetodid.