Phương pháp in vitro là phương pháp dựa vào khả năng sản xuất KTĐD của tế bào
lai trong môi trường nuôi cấy. Phương pháp này sử dụng các hệ thống nuôi cấy tế bào như các bình nuôi cấy và bioreactor cho phép tế bào phát triển và đạt mật độ cao.
Cách đơn giản nhất để sản xuất KTĐD in vitro là nuôi cấy hybridoma trong các
bình flask và tinh sạch kháng thể từ dịch nuôi cấy. Với phương pháp này, nồng độ kháng thể thấp chỉ khoảng 20 µg/ml. Một số phương pháp nuôi cấy dùng bình lắc (spinner flask và roller bottle) cho phép chất dinh dưỡng và khí hòa tan phân bố đều [Tarleton & cs, 1991]; ngoài ra còn phương pháp nuôi trong các túi thấm khí giúp làm tăng nồng độ khí hòa tan, do đó làm gia tăng lượng kháng thể tạo thành. Tuy nhiên, phương pháp trên bị hạn chế khi nuôi các thể tích lớn hơn 1 lít vì các hệ thống không cung cấp đủ oxy cho tế bào. [Singh, 1999]
Các hệ thống nuôi cấy được sử dụng trong việc sản xuất lượng lớn kháng thể bao gồm nuôi cấy mẻ (fed-batch) và nuôi cấy liên tục (perfusion). Các hệ thống nuôi cấy mẻ đã trở nên rất thông dụng, quy mô nuôi cấy có thể mở rộng lên tới 20000 lít. Trong nuôi cấy mẻ, các chất dinh dưỡng thiết yếu cho tế bào được bổ sung để duy trì nguồn dinh
6
dưỡng và các sản phẩm tạo ra trong quá trình nuôi cấy sẽ được thu hoạch ở giai đoạn cuối của mẻ. Nhằm mục đích cải thiện sự tăng trưởng và sản xuất của tế bào, các hệ thống nuôi cấy liên tục làm tăng mật độ tế bào bằng cách bổ sung liên tục môi trường mới và loại bỏ nhanh các chất độc tích lũy trong môi trường nuôi, giúp tăng sản lượng và cải thiện chất lượng sản phẩm. [Voisard & cv, 2003]. Theo Deo & cs (1996) một hệ thống như vậy với thể tích 500 lít có thể nuôi cấy kéo dài tới 15 hay 35 ngày, sản xuất kháng thể lên đến hàng kilogram. Lượng kháng thể tạo ra trong hệ thống nuôi cấy liên tục cao hơn hệ thống nuôi cấy mẻ tới 10 lần, tuy nhiên bất tiện là cần thời gian kéo dài và máy móc phức tạp.
Ở quy mô nhỏ hơn, hệ thống nuôi cấy liên tục sử dụng túi dùng một lần ngày càng nhiều. Hệ thống nuôi cấy như vậy, gọi là hệ thống Wave bioreactor, lượng oxy có thể lưu thông tốt do hoạt động “wave” độc đáo, thể tích nuôi cấy có thể lên tới 100 lít trong khi
mật độ tế bào hơn 5 x 106 tế bào/mL. Đây là hệ thống lý tưởng để nuôi vài lít môi trường
cho nhu cầu của phòng thí nghiệm. Như trước đây, cách duy nhất để sản xuất 5-100 lít tế bào nuôi cấy là sử dụng các bioreactor tốn kém. Wave bioreactor chỉ bằng 1/10 giá so với một bioreactor, dễ sử dụng, làm giảm nguy cơ nhiễm do không cần rửa túi hoặc khử trùng
túi. Chỉ cần với một hệ thống kiểm soát CO2 và nhiệt độ theo mong muốn, các Wave
bioreactor có thể sử dụng dễ dàng trong phòng thí nghiệm nhỏ, bệnh viện và các trường đại học... [Singh, 1999].
Tuy các phương pháp in vitro cho phép sản xuất một lượng lớn kháng thể nhưng một số dòng tế bào hybridoma không thích ứng tốt đối với các điều kiện nuôi cấy in vitro. Do đó, phương pháp in vivo được lựa chọn cho các trường hợp này. Phương pháp in vivo được
thực hiện bằng cách cấy ghép tế bào lai vào màng bụng của chuột sống và thu nhận dịch báng có chứa kháng thể từ khối u. Dịch báng này có nồng độ kháng thể lên đến 10 mg/ml, tuy nhiên phương pháp này bị hạn chế bởi những quy định về việc sử dụng động vật cho
mục đích thí nghiệm [Committee on Methods of Producing Monoclonal Antibodies, 1999] .