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Células-tronco são células indiferenciadas. Como tal, apresentam uma série de características que as tornam candidatas à utilização terapêutica. As principais características das células-tronco são a capacidade de autorrenovação e de se diferenciarem em diversos tipos celulares. Desta forma, acredita-se que células-tronco presentes nos diferentes tecidos tenham papel regenerativo quando estes sofrem uma lesão ou injúria. Entre os tecidos conhecidos por apresentarem células-tronco após a vida pós-natal, a medula óssea foi a mais estudada, por muitos anos, como fonte tanto de células-tronco hematopoéticas quanto de células-tronco mesenquimais, também denominadas de células mesenquimais estromais da medula óssea ou células estromais mesenquimais multipotentes. Estas células são um grupo de células clonogênicas, presentes no estroma da medula óssea, que, quando submetidas a diferentes estímulos apropriados, são capazes de se diferenciarem em várias linhagens de células, como a osteogênica, a condrogênica e a adipogênica e, possivelmente, em outros tipos celulares não mesodérmicos, como células neurais ou hepatócitos. Nesta revisão, as principais características das células-tronco mesenquimais serão abordadas, incluindo os marcadores moleculares e de membrana, as características de divisão e de diferenciação, a heterogeneidade e as aplicações clínicas potenciais.