Liệu pháp đa bào: được định nghĩa là liệu pháp chứa ít nhất hai loại tế bào gốc và/hoặc không phải tế bào gốc được nuôi cấy từ tế bào riêng biệt hoặc chiết xuất mô. Một số ý kiến gần đây cho rằng sự kết hợp nhiều loại tế bào rất quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình sửa chữa mô lâu dài so với liệu pháp đơn bào, dựa trên sự tương tác tế bào – tế bào khác loại.

Một số loại liệu pháp đa bào phổ biến như:

• Liệu pháp lấy tủy xương (Bone marrow aspirate): tủy xương gồm nhiều loại tế bào khác nhau như tế bào gốc tạo máu (HSC), tế bào gốc trung mô (MSC), các tế bào tiền thân (progenitor cell), tế bào lympho, bạch cầu đơn nhân,… Liệu pháp dựa trên lấy tủy xương bao gồm nhiều cơ chế hoạt động thúc đẩy quá trình sửa chữa mô và điều hòa miễn dịch.

• Liệu pháp ghép tế bào gốc (ghép tế bào gốc tạo máu): bao gồm cấy ghép tế bào gốc từ ba nguồn: tủy xương, máu ngoại vi và máu dây rốn. Chúng thường được sử dụng trong các trường hợp tế bào gốc của cơ thể bị tổn hại, thường là do bệnh ác tính về huyết học hoặc liệu pháp điều trị ung thư, để tạo điều kiện phục hồi sau điều trị và thúc đẩy khả năng dung nạp của hệ thống miễn dịch.

• Các sản phẩm liệu pháp tế bào miễn dịch (adoptive cell therapy, cellular immunotherapy) là liệu pháp đa bào bao gồm các dòng tế bào lympho khác nhau, bao gồm tế bào T và B. Các chiến lược dựa trên liệu pháp tế bào miễn dịch liên quan đến việc quản lý các tế bào này đã được biến đổi hoặc trú ngụ trong khối u để tạo ra các phản ứng miễn dịch. Trong nhóm này, các tế bào giết hoạt hóa bởi lymphokine (lymphokine-activated killer – LAK) và các tế bào giết cảm ứng bởi cytokine (cytokine-induced killer – CIK) đã được sử dụng để điều trị nhiều bệnh lý huyết học ác tính và các bệnh ung thư u đặc. LAK là các tế bào đơn nhân máu ngoại vi được hoạt hóa bởi IL-2, các tế bào NK hay NK T và T đều có thể trở thành tế bào LAK. CIK là hỗn hợp không đồng nhất của các tế bào lympho và NK T được hình thành từ tế bào đơn nhân máu ngoại vi hoặc kích thích tế bào tủy xương với anti-CD3, IL-2, IL-1 và IFN-γ.

• Phân đoạn mạch nền (stromal vascular fraction – SVF) là hỗn hợp không đồng nhất của nhiều loại tế bào, thu được từ quá trình xử lý mô mỡ, bao gồm tế bào gốc mỡ (ASC), bạch cầu đơn nhân, tế bào lympho, tế bào quanh mạch (pericyte), tế bào tiền thân nội mô,… SVF đã được nghiên cứu để sử dụng lâm sàng nhằm kích thích tạo mạch máu mới, sửa chữa mô và điều hòa miễn dịch.

• Các sản phẩm tế bào dựa trên giá thể (Scaffold-based cellular) là những sản phẩm chứa nhiều loại tế bào khác nhau được cấy lên vật liệu polymer 3D tự nhiên hoặc tổng hợp, từ đó mô phỏng cấu trúc mô của cơ thể. Các tế bào này được bảo vệ bởi một chất nền ngoại bào đặc hiệu mô do các tế bào tiết ra, nhờ đó có thể bám dính và tham gia cấu trúc vào bề mặt sinh học, ví dụ như các tấm tế bào dùng để điều trị vết thương hở.