As células-tronco adultas exibem relevante potencial clonogênico, fácil interação com biomateriais e capacidade de originar tecidos mesodermais e não mesodermais, sem implicações éticas e com mínimos riscos ao paciente. A busca constante por modelos biológicos que mimetizem a fisiologia e as doenças que acometem humanos, a introdução de novos modelos animais é promissora para a pesquisa médica aplicada. Dentre as qualidades que se destacam em um modelo animal, são relevantes o fácil manejo, alta prolificidade, longevidade e resistência a múltiplos procedimentos. As cutias, Ordem Rodentia, Subordem Histricognatha, são animais rústicos, com maior porte que os roedores comumente utilizados em laboratório, bastante estudadas em seus aspectos morfofisiológicos e como modelo experimental em ensaio pré-clínico. Este estudo teve como objetivo caracterizar células-tronco mesenquimais (CTM) da medula óssea e do tecido adiposo de cutias, visando à conservação destas células, para formação de biobanco, com a finalidade de preservar material genético da espécie, bem como na utilização de sua multipotencialidade em futuras terapias celulares e pesquisas na área da medicina regenerativa. Foram utilizados seis animais criados no Núcleo de Estudos e Preservação de Animais Silvestres (NEPAS) da Universidade Federal do Piauí – UFPI. As cutias foram anestesiadas para coleta da medula óssea do fêmur e do tecido adiposo subcutâneo da região cervical dorsal. O isolamento das células-tronco mesenquimais da medula óssea (CTMMO) e do tecido adiposo (CTMTA) foi realizado em cultura celular a partir da fração mononuclear obtida pela separação por gradiente de densidade com Ficoll-Paque, e de fragmentos teciduais resultantes da dissociação física e química com colagenase, respectivamente. Foram realizados procedimentos de estudo in vitro com as duas linhagens celulares: Ensaio de Unidade Formadora de Colônia Fibroblastóide; curva de crescimento celular; diferenciação nas linhagens adipogênica, osteogênica e condrogênica; imunofenotipagem pela análise da expressão dos marcadores CD90, CD45 e CD14 por citometria de fluxo; e marcação com nanocristais para análise de sua manutenção por cinco passagens do cultivo. Os resultados demonstraram que as CTM das duas fontes são plástico aderentes, apresentam morfologia fibroblastóide e organizam-se em colônias mesmo quando uma baixa densidade celular inicial é semeada. Foram observadas três fases na curva de crescimento de CTMMO e CTMTA, relacionadas à fase de adaptação, proliferação exponencial e estabilidade da cinética celular. Quando induzidas à diferenciação adipogênica, osteogênica e condrogênica, demonstraram características morfológicas especializadas de cada linhagem celular, alterações semelhantes foram visualizadas em CTMMO que foram criopreservadas quando induzidas à diferenciação adipogênica e osteogênica. A análise imunofenotípica revelou que CTMMO e CTMTA não expressaram marcação de células hematopoéticas e que expressam o CD90 em diferentes níveis. Além disso, estas células incorporam nanocristais fluorescentes e podem ser identificadas através desta marcação por várias gerações celulares. Portanto, as células-tronco mesenquimais destes dois sítios apresentam elevada autorrenovação, com as CTMTA apresentando maior atividade proliferativa. A capacidade para diferenciação em três linhagens diferentes confirma a multipotencialidade destas células, que expressam marcação comum às células-tronco mesenquimais obtidas de outras fontes e animais. Ademais, a possibilidade de conservação por criopreservação e identificação por nanocristais fluorescentes favorecem sua futura aplicação em terapia celular.