1. Klassische Methode: Es werden meist überzählige Eizellen von Frauen verwendet, die sich einer In-Vitro-Befruchtung unterzogen hatten, um schwanger zu werden. Nach einer Hormonstimulation entnimmt man gewöhnlich etwa zehn Eizellen und befruchtet sie im Reagenzglas mit Spermien. Aus der befruchteten Eizelle bildet sich dann eine Blastozyste – ein Keimbläschen, in dem sich die embryonalen Stammzellen befinden. Die Zellen werden üblicherweise am fünften Tag entnommen, wobei in der Regel der Embryo zerstört wird.
2. Therapeutisches Klonen: Dabei wird eine menschliche oder tierische Eizelle entkernt und der Zellkern einer menschlichen Körperzelle eingesetzt (Zellkerntransfer). Danach wird die Zelle mit einem Stromstoß oder einer Chemikalie stimuliert. Dadurch beginnt die Embryonalentwicklung, ein Vorgang, der bislang nicht völlig verstanden ist. Im Januar 2008 berichteten amerikanische Forscher, erstmals auf diese Weise einen menschlichen Klon erzeugt zu haben. Dafür benötigten sie 29 frische Eizellen, die junge Frauen gespendet hatten.
3. Jungfernzeugung: Sie kommt von Natur aus nur bei Pflanzen und sehr wenigen Tieren vor. Ein Stromstoß oder die Anregung mit Chemikalien sorgt zunächst dafür, dass die unbefruchtete Eizelle sich einige Tage wie ein Embryo entwickelt. Die so produzierten Embryonen enthalten nur die Gene der Mutter. Sie können sich nicht zu einem lebensfähigen Menschen entwickeln, doch Stammzellen können aus ihnen entnommen werden. 2004 gelang dem koreanischen Forscher Hwang Woo-Suk diese Jungfernzeugung unbemerkt, 2007 beschrieben russische Forscher das Verfahren.
4. Reprogrammierung: Eine Hautzelle kann in einen verjüngten Zustand versetzt werden, wenn man ihr Erbgut gentechnisch manipuliert. Die so entstandene iPS-Zelle verhält sich wie eine embryonale Stammzelle. Im 2006 entwickelten Reprogrammierungs-Verfahren wurden die vier Gene Oct4, Sox2, c-myc und Klf4 – verpackt in Viren – ins Erbgut einer Hautzelle eingeschleust. Nachdem Mäuse von diesen Zellen Krebs bekommen hatten, wurde die Methode abgewandelt. Die krebserzeugenden c-myc und Klf4 wurden ersetzt: Die Reprogrammierung erfolgt nun mit Oct4, Sox2, Nanog und Lin28.
