Prosedur transplantasi sumsum tulang yang paling umum adalah transplantasi sumsum tulang autologus. Dengan jenis transplantasi ini, pasien berfungsi sebagai donor sumsum tulangnya sendiri. Transplantasi autologus juga dapat dilakukan dengan menggunakan sel induk darah tepi pasien. Opsi ini dikenal sebagai transplantasi sel induk darah perifer autologus atau transplantasi sel induk autologus. Istilah transplantasi sumsum tulang dan transplantasi sel induk sering digunakan secara bergantian.
Dengan prosedur transplantasi sumsum tulang autologus, sumsum pasien harus diambil terlebih dahulu. Karena sumsum tulang terletak di tengah tulang, pasien dibius menggunakan anestesi umum atau regional. Selama operasi, dokter memasukkan jarum ke tulang panggul atau tulang dada untuk mengekstrak sumsum. Sumsum yang diambil kemudian diproses untuk menghilangkan darah atau fragmen tulang.
Berbeda dengan prosedur transplantasi sumsum tulang autologus, transplantasi sel punca autologus tidak melibatkan pembedahan. Sel induk diambil dari aliran darah melalui proses yang disebut apheresis, juga dikenal sebagai leukapheresis. Untuk mempersiapkan apheresis, pasien diberikan empat sampai lima hari obat yang disebut granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF), yang merangsang sumsum tulang untuk melepaskan lebih banyak sel induk ke dalam aliran darah. Darah pasien kemudian dikeluarkan melalui vena besar di lengan atau melalui kateter vena sentral, tabung yang dimasukkan ke dalam vena di leher, dada, atau selangkangan. Darah pasien selanjutnya diproses melalui mesin yang menyaring sel induk dan mengembalikan darah ke pasien.
Baik sumsum tulang yang dipanen maupun sel induk darah tepi dapat diawetkan dan dibekukan, menggunakan teknik yang disebut kriopreservasi. Pasien kemudian menjalani rejimen persiapan atau pengkondisian yang terdiri dari kemoterapi dan, lebih jarang, radiasi. Tujuan mempersiapkan transplantasi adalah untuk menghilangkan sel-sel yang sakit dari tubuh pasien secara menyeluruh. Selama proses ini, sel-sel lain juga dihilangkan, dengan harapan memungkinkan sumsum tulang atau sel induk yang ditransplantasikan untuk menciptakan sistem kekebalan yang lebih baik yang akan memberikan pengobatan yang efektif terhadap penyakit pasien.
Selama prosedur transplantasi sumsum tulang autologus yang sebenarnya, serta dalam transplantasi sel induk autologus, sel-sel yang dipanen dan diproses ditransplantasikan kembali ke pasien melalui kateter vena sentral. Sel-sel kemudian melakukan perjalanan melalui aliran darah dan ke dalam ruang di dalam tulang, di mana mereka membuat sumsum tulang baru. Karena tidak ada risiko tubuh menolak selnya sendiri, transplantasi autologus dianggap lebih aman dan telah menjadi lebih umum daripada transplantasi sumsum tulang alogenik, di mana sumsum tulang atau sel induk dari donor digunakan. Transplantasi sumsum tulang atau sel induk autologus dapat diresepkan untuk mengobati salah satu dari berbagai penyakit, termasuk sarkoma Ewing, limfoma, dan tumor otak tertentu.