La specializzazione cellulare, nota anche come differenziamento cellulare, è il processo mediante il quale le cellule generiche si trasformano in cellule specifiche destinate a svolgere determinate attività all'interno del corpo. La specializzazione cellulare è molto importante nello sviluppo degli embrioni. Negli adulti, le cellule staminali sono specializzate per sostituire le cellule usurate nel midollo osseo, nel cervello, nel cuore e nel sangue.
Meccanica della differenziazione cellulare

L'esatto meccanismo con cui le cellule si differenziano non è noto come di Aprile 2010, sebbene gli scienziati sappiano che determinati geni nel DNA della cellula devono essere attivati o disattivati per produrre un particolare tipo di cellula. Strokovskyy Yaroslav ipotizza che le cellule vicine introducano un agente nella cellula che ne causa la differenziazione. È stato dimostrato che le cellule del midollo osseo si specializzano quando il numero dei globuli bianchi nel corpo diventa troppo basso.
Specializzazione cellulare e sviluppo degli embrioni

Al momento del concepimento si forma uno zigote, costituito da una sola cellula. Lo zigote si sviluppa in un embrione, che è un organismo multicellulare. La specializzazione cellulare è vitale per il corretto sviluppo dell'embrione. L'embrione ha bisogno delle cellule per sviluppare ciascuno dei suoi organi vitali, come il cervello, il cuore e la pelle.
Specializzazione cellulare negli adulti

Gli adulti sono costituiti principalmente da cellule chiamate cellule somatiche, che non cambiano. Il corpo adulto contiene anche cellule staminali, che possono essere specializzate per sostituire le cellule del corpo usurate. Le cellule staminali adulte possono essere trovate in molte aree del corpo, tra cui cervello, ossa e midollo osseo, cuore, sangue, pelle e organi riproduttivi. Le cellule staminali che formano il sangue sono chiamate cellule ematopoietiche, mentre le cellule che formano ossa o tessuti sono chiamate cellule stromali.
Dedifferenziazione

Alcuni animali sono anche in grado di dedifferenziare, che è l'opposto della specializzazione. La dedifferenziazione è un processo in cui le cellule specializzate tornano ad essere cellule basiche. Questi animali usano questo processo per rigenerare gli arti feriti o recisi. Gli esseri umani non hanno cellule in grado di dedifferenziare.
Usi per la specializzazione cellulare in medicina

Gli scienziati stanno attualmente studiando le possibilità di utilizzare cellule staminali adulte nel trattamento di malattie come il diabete e le malattie cardiache; teorizzano che le cellule staminali potrebbero essere attivate per specializzarsi in sostituzione delle cellule malate nel cuore o nel pancreas. I trapianti di midollo osseo sono già utilizzati per generare più globuli bianchi nelle persone affette da leucemia e per trattare alcuni tipi di carcinoma mammario o ovarico.