A terapia com células-tronco para lesões cerebrais traumáticas TCE foca-se nas lesões cerebrais secundárias, que são o resultado de eventos bioquímicos e fisiológicos, levando em última análise à morte das células neurais quando não tratadas. Pesquisas recentes indicaram que o potencial benefício terapêutico da terapia com células-tronco podem ser o resultado dos seguintes mecanismos: Secreção dos fatores de crescimento para promover o resultado funcional após lesão cerebral através de neurogênese e sinaptogênese; Produção e indução de muitas citocinas e fatores tróficos para melhorar a angiogênese e a estabilização vascular na zona limite da lesão; Diminuição da formação da cicatriz glial e promoção da remodelação glial-axonal. Assim, as células-tronco atuam de forma pleiotrópica para estimular a remodelação do cérebro após uma lesão cerebral, influenciando várias funções restauradoras neurais tais como sinaptogênese, angiogênese, e neurogênese.