Badania wykazały, że komórki rakowe nie są wszystkie takie same. W obrębie guza złośliwego lub wśród krążących komórek nowotworowych białaczki może być wiele różnych typów komórek. Teoria komórek macierzystych raka proponuje, że wśród wszystkich komórek nowotworowych, kilka działa jako komórki macierzyste, które odtwarzają się i podtrzymują raka, podobnie jak normalne komórki macierzyste normalnie odnawiają i podtrzymują nasze narządy i tkanki. W tym ujęciu komórki nowotworowe, które nie są komórkami macierzystymi, mogą powodować problemy, ale nie mogą podtrzymywać ataku na nasze ciała w dłuższym okresie czasu.
Pomysł, że rak jest przede wszystkim napędzany przez mniejszą populację komórek macierzystych ma ważne implikacje. Na przykład, wiele nowych terapii przeciwnowotworowych jest ocenianych na podstawie ich zdolności do zmniejszania guzów, ale jeśli terapie nie zabijają komórek macierzystych raka, guz wkrótce odrośnie (często z dokuczliwą opornością na poprzednio stosowaną terapię). Analogia byłaby technika pielenia, który jest oceniany na podstawie tego, jak nisko może posiekać łodygi chwastów, ale bez względu na to, jak nisko tygodnie są cięte, jeśli korzenie nie są brane, chwasty będą po prostu odrastać.
Innym ważnym następstwem jest to, że to komórki macierzyste raka, które dają początek przerzutom (kiedy rak przemieszcza się z jednej części ciała do innej) i mogą również działać jako rezerwuar komórek rakowych, które mogą powodować nawrót choroby po operacji, radioterapii lub chemioterapii wyeliminował wszystkie widoczne oznaki raka.
Jeden z elementów teorii komórek macierzystych raka dotyczy tego, jak powstają nowotwory. Aby komórka stała się nowotworowa, musi przejść znaczną liczbę istotnych zmian w sekwencjach DNA, które regulują komórkę. Konwencjonalna teoria raka zakłada, że każda komórka w organizmie może przejść te zmiany i stać się rakową banitą. Ale naukowcy z Centrum Ludwiga zaobserwowali, że nasze normalne komórki macierzyste są jedynymi komórkami, które same się rozmnażają i dlatego są w pobliżu wystarczająco długo, aby zgromadzić wszystkie zmiany niezbędne do wytworzenia raka. Teoria mówi więc, że rakowe komórki macierzyste powstają z normalnych komórek macierzystych lub z komórek prekursorowych, które normalne komórki macierzyste produkują.
Więc, inną ważną implikacją teorii nowotworowych komórek macierzystych jest to, że nowotworowe komórki macierzyste są blisko spokrewnione z normalnymi komórkami macierzystymi i będą dzielić wiele zachowań i cech tych normalnych komórek macierzystych. Pozostałe komórki nowotworowe produkowane przez nowotworowe komórki macierzyste powinny przestrzegać wielu zasad obserwowanych przez komórki-córki w normalnych tkankach. Niektórzy badacze twierdzą, że komórki nowotworowe są jak karykatura normalnych komórek: wykazują wiele z tych samych cech, co normalne tkanki, ale w zniekształcony sposób. Jeśli to prawda, to możemy wykorzystać to, co wiemy o normalnych komórkach macierzystych, aby zidentyfikować i zaatakować nowotworowe komórki macierzyste i produkowane przez nie komórki złośliwe. Jednym z ostatnich sukcesów ilustrujących to podejście są badania nad terapią anty-CD47.