เส้นทางการพัฒนาของเซลล์ต้นกำเนิดขึ้นอยู่กับรูปร่างของมัน

เพื่อนำเซลล์ต้นกำเนิดไปตามเส้นทางการพัฒนาที่ต้องการนั้น ไม่จำเป็นเลยที่จะต้องส่งฮอร์โมนหรือสัญญาณทางชีวเคมีอื่นๆ ที่เหมาะสมให้กับเซลล์ เพียงแค่บังคับให้เซลล์มีรูปร่างเป็นเซลล์ของเนื้อเยื่อที่ต้องการก็พอ

อะไรทำให้เซลล์ต้นกำเนิดเปลี่ยนเป็นเซลล์ประเภทหนึ่งๆ ตัวอย่างเช่น เซลล์ต้นกำเนิดของกระดูกรู้ได้อย่างไรว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นเซลล์กระดูกแทนที่จะเป็นเซลล์กระดูกอ่อน คำถามเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อวิทยาศาสตร์พื้นฐานและวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ในการแพทย์ฟื้นฟู เนื้อเยื่อที่เป็นโรคจะถูกแทนที่ด้วยเนื้อเยื่อที่แข็งแรงซึ่งได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิด และแพทย์ต้องแน่ใจว่าเซลล์ต้นกำเนิดจะเปลี่ยนไปเป็นเนื้อเยื่อที่ต้องการ

เป็นที่ทราบกันดีว่าเซลล์ดังกล่าวเชื่อฟังสัญญาณทางเคมี: ฮอร์โมนสามารถสั่งให้เซลล์ต้นกำเนิดสร้างเนื้อเยื่อที่โตเต็มที่ชนิดหนึ่งได้ ในทางกลับกัน มีหลักฐานว่าการแบ่งตัวของเซลล์ขึ้นอยู่กับประเภทของพื้นผิวที่เซลล์เพาะเลี้ยงอาศัยอยู่และสืบพันธุ์: การสัมผัสของเซลล์กับสารตั้งต้นจะกำหนดชะตากรรมของเซลล์ นักวิจัยจากสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (National Institute of Standards and Technology: USA) แนะนำว่าการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ต้นกำเนิดขึ้นอยู่กับรูปแบบของเซลล์

แพทย์จะใช้การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อจากเซลล์ต้นกำเนิดชั่วคราวเพื่อทำหน้าที่เป็นพื้นผิวหรือรากฐานสามมิติ เซลล์ต้นกำเนิดกระดูกจะจัดระเบียบเซลล์ในอวกาศและกำหนดทิศทางการเจริญเติบโต ในการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ปลูกเซลล์ต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อกระดูกบนเซลล์ต้นกำเนิดหลายประเภทที่มีโครงสร้างเชิงพื้นที่แตกต่างกัน ในกรณีนี้ เซลล์จะเจริญเติบโตโดยไม่เติมฮอร์โมนหรือสารอื่นใดที่สามารถ "บอก" เซลล์เกี่ยวกับเส้นทางการพัฒนา ดังนั้น มีเพียงกรณีเดียวจากห้ากรณีที่เซลล์ต้นกำเนิดเริ่มสะสมแคลเซียม ซึ่งเป็นหลักฐานของการเปลี่ยนแปลงเป็นเซลล์กระดูกที่สมบูรณ์ เพื่อที่จะยึดติดกับพื้นผิวได้สำเร็จ เซลล์จะต้องยืดออกและดำเนินกระบวนการที่ยาวนาน นั่นคือ กลายเป็นออสเตโอไซต์ที่สมบูรณ์

ดังนั้น ตามที่ผู้เขียนได้เขียนไว้ในวารสาร Biomaterials เซลล์ต้นกำเนิดสามารถถูกผลักดันให้พัฒนาไปตามเส้นทางที่ต้องการได้โดยไม่ต้องใช้สารเคมีใดๆ เพียงแค่ให้เซลล์มีรูปร่างตามลักษณะเฉพาะของเซลล์ในเนื้อเยื่อที่ต้องการก็เพียงพอแล้ว

เมื่อมองดูเผินๆ ผลลัพธ์ที่ได้ดูแปลกและยากจะเข้าใจ เหมือนกับว่านักเรียนกลายเป็นหมอเพราะถูกบังคับให้สวมเสื้อคลุมสีขาวในการฝึกหัดแพทย์ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้อธิบายว่าสัณฐานวิทยาของเซลล์กำหนดพฤติกรรมของเซลล์อย่างไร แต่แน่นอนว่าวิธีการเชิงพื้นที่ในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อใหม่ดูเหมือนจะถูกกว่าและง่ายกว่าการ "เพาะเลี้ยง" แบบสารเคมีสัญญาณ