Il processo di sviluppo dell'embrione in feto è prevalentemente una serie duplicazioni e differenziamenti a carico delle cellule che lo compongono. Dalla totipotenzialità dell'unica cellula dello zigote si passa a cellule altamente specializzate che assolvono funzioni precise. Questo processo tuttavia non è assoluto, per due ragioni: la prima è che lascia "serbatoi" di cellule pluripotenti ritrovabili anche nell'adulto, dette cellule staminali; la seconda è che si tratta di un processo graduale nel tempo e nello spazio, cioè ad età differenti ed in distretti differenti dell'embrione si possono trovare cellule le cui potenzialità siano più o meno elevate delle altre.
Le cellule germinali primordiali (PGCs) sono quelle cellule che, durante le prime settimane di sviluppo dell'embrione, si differenziano fino a formare le gonadi, cioè gli organi riproduttivi dell'individuo che nascerà. In pratica dalle PGCs si originano quei tessuti destinati a permettere la nascita di nuovi individui nella generazione successiva a quella dell'embrione stesso. A causa di questo particolare destino le PGCs, una volta isolate in vitro e opportunamente trattate, hanno la particolare capacità di produrre le "cellule germinali embrionali" (EGCs), a loro volta in grado di differenziarsi non più solo nei tessuti delle gonadi, ma in qualsiasi tessuto di un individuo adulto. Queste cellule perciò possono essere clonate in vitro e utilizzate esattamente come le cellule staminali prelevate dagli adulti (ASCs). Si pensi ad esempio all'uso di PGCs per ottenere tessuto ematopoietico da trapiantare in pazienti che abbiano subito una chemioterapia. In via teorica (la pratica essendo illegale) le PGCs potrebbero anche essere usate per la "clonazione riproduttiva", cioè per far nascere individui "gemelli" dell'embrione da cui è stato effettuato l'espianto delle cellule, al pari delle cellule isolabili dagli embrioni pre-impianto (cellule staminali embrionali - ESCs).
La differenza fra PGCs, ASCs ed ESCs sono essenzialmente due: le potenzialità residue e il momento del prelievo. Le ASCs sono prelevate da un individuo già nato, sono relativamente poche e prevalementemente con potenzialità limitate a una particolare linea cellulare. Le ESCs invece sono seconde in potenzialità solo allo zigote, ma devono essere prelevate da un embrione vitale e concepito ex-vivo, con tutti i problemi etico-giuridici legati a questo. Le PGCs hanno una potenzialità molto alta e si prelevano dall'embrione durante una piccola finestra temporale che nell'uomo parte dalla terza settimana di sviluppo. Prelevarle da un embrione impiantato pero' lo sottopone al rischio di un aborto o di alterare il corretto sviluppo delle sue gonadi. Non presenta invece questo genere di rischi il prelievo fatto su embrioni che siano già non vitali, come quelli che per qualsiasi ragione perdano contatto con la sede intrauterina d'impianto. In entrambi i casi però il prelievo di PGCs risulta eticamente e legalmente controverso se applicato all'uomo e non a modelli animali.
Una interessante trattazione in inglese di quanto scientificamente ed eticamente legato all'uso delle PGCs e delle ESCs si trova nel seguente articolo:
Behrouz Aflatoonian and Harry Moore
"Human primordial germ cells and embryonic germ
cells, and their use in cell therapy"
Current Opinion in Biotechnology, Volume 16,
Issue 5, October 2005, Pages 530-535