Las células madre son células únicas ubicadas en la médula ósea o en la sangre periférica que pueden convertirse en glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. El objetivo de los tratamientos contra el cáncer como la radioterapia y la quimioterapia es destruir las células cancerosas. Desafortunadamente, la médula ósea y otras células sanas se dañan en el proceso.

En un trasplante autólogo de células madre, las células madre de la médula ósea se extraen del propio cuerpo del paciente antes del tratamiento del cáncer para protegerlas. Las células madre se pueden recolectar de dos maneras. El método principal consiste en la recolección de células madre de la sangre periférica. Para este procedimiento, se administran medicamentos unos días antes de la recolección para alentar a las células madre a abandonar la médula ósea y entrar en la sangre. Luego se extrae sangre de un brazo y se hace circular a través de una máquina de aféresis, "separador de células", de donde se extraen las células madre. Los componentes sanguíneos restantes se devuelven a través del catéter del otro brazo. Si este método no proporciona suficientes células madre, se pueden tomar directamente de la médula ósea. Para recolectar células madre de la médula ósea, el médico utiliza una jeringa especial para extraer la médula ósea del hueso de la cadera. Una vez extraída, la médula ósea se procesa para eliminar las células madre.

Después de ser eliminadas de la sangre, las células madre se congelan. Después del tratamiento del cáncer, las células madre se descongelan y luego se introducen en una jeringa para que puedan ser devueltas o "trasplantadas" de nuevo al cuerpo a través de una vía central. Durante las dos primeras semanas después del procedimiento, el sistema inmunitario se verá afectado y se necesitarán transfusiones de plaquetas y glóbulos rojos. Durante este tiempo, las células madre comienzan a producir nuevas células sanguíneas y a restaurar la médula ósea. Se requiere una estrecha monitorización para garantizar que la médula ósea y el sistema inmunitario funcionen de forma eficaz.