El cultivo del HIV se puede practicar utilizando plasma o CMSP del paciente. Los cultivos de HIV en plasma pocas veces son positivos en la enfermedad asintomática, y en los cultivos de CMSP son utilizados más comúnmente para diagnosticar una infección por HIV. Se han utilizado varios sistemas de cultivo celulares y métodos diferentes para detectar la replicación del HIV. Los ensayos más utilizados para detectar HIV en muestras clínicas se basan en una metodología de consenso estandarizada en el AIDS Clinical Trials Group patrocinado por los Nacional Institutes of Health. Las CMSP del paciente son aisladas utilizando centrifugación por gradiente de densidad y son incubadas con CMSP estimuladas por fitohemaglutinina e interleucina-2 de un donante HIV-negativo. El cultivo simultáneo de las CMSP del paciente y el donante en presencia de interleucina-2 conduce a la producción de viriones de progenie a partir de las células infectadas. Se toman muestras semanales o bisemanales de los sobrenadantes del cultivo para determinar la producción de antígeno p24, utilizando un ensayo ELISA. Las CMSP del donante HIV-negativo se reponen una vez a la semana.
Un cultivo positivo de define como aquel en el cual existe una elevación sostenida en la producción de antígeno p24. La mayoría de los cultivos de pacientes HIV-positivo no tratados se tornan positivos dentro de las 3 primeras semanas de incubación. Los factores que pueden aumentar el tiempo hasta un cultivo positivo o reducir la frecuencia de cultivos positivos incluyen una carga viral baja de HIV (en los pacientes que no progresa por mucho tiempo o como resultado de la supresión de la carga viral mediante el tratamiento antirretroviral), las bajas cantidades de CMSP de entrada y problemas con la cantidad de los reactivos o las condiciones de incubación. Además, factores que influyen en la reactividad de los ELISA para antígeno p24 también pueden producir cultivos falsos negativos. Asimismo, se puede detectar replicación viral en los cultivos celulares mediante el ensayo de la actividad de la transcriptasa inversa. En una comunicación, se sugirió que los ensayos de transcriptasa inversa pueden ser más sensibles que los ensayos de antígeno p24 para detectar replicación de aislados de HIV no subtipo B.
El cultivo de CMSP para HIV es un método altamente sensible, pero laborioso para detectar infección HIV en lactantes. En un estudio, la PCR del DNA fue equivalente al cultivo para detectar infección por HIV en los lactantes nacidos de madres infectadas por HIV y tal vez más sensibles que él. Los cultivos de CMSP para HIV son positivos sólo en el 50% de los neonatos infectados por HIV durante los primeros meses de vida. Por lo general, los lactantes con cultivos negativos de CMSP para HIV también son PCR negativos y se consideran que han sido infectados en una etapa tardía del embarazo o durante el parto, más que antes en el embarazo.