Ciprofloxacin ist ein Antibiotikum. Mediziner verwenden Antibiotika, um Bakterien abzutöten, aber Bakterien sind in der Regel sehr anpassungsfähig an ihre Umgebung und können Resistenzen gegen die zuvor tödlichen Wirkungen von Ciprofloxacin entwickeln. Ciprofloxacin-Resistenz ist in der Medizin wichtig, da die Bakterien, die das Medikament bekämpfen kann, mehrere bedeutende Arten umfassen, die Krankheiten verursachen, wie Klebsiella, E. coli und Salmonella.
Bakterien sind einzellige Organismen. Jede Zelle enthält genetisches Material, das der Zelle als Anleitung zum Lesen dient. Alle Funktionen und Produkte der Zelle werden durch das genetische Material kodiert. Neben den Genen enthält die Zelle eine interne Maschinerie, die die Produkte herstellt, die die Zelle braucht, um am Leben zu bleiben und zu wachsen. Schließlich weist die Zelle strukturelle Komponenten auf, die die Zelle so weit wie möglich vor der äußeren Umgebung schützen. In der Außenwand der Zelle gibt es Kanäle, die nützliche Substanzen ins Innere lassen, während die meisten schädlichen Substanzen draußen bleiben.
Jede Substanz, die eine dieser Zellen abtöten kann, wenn sie eine Person infiziert, wird als Antibiotikum bezeichnet. Zelltod kann eintreten, wenn die Chemikalie sie von außen aufbricht oder wenn sie nach innen dringt und ihre Maschinerie zerstört. Ciprofloxacin wirkt aus dem Inneren der Bakterienzelle und zielt auf ein bestimmtes Enzym im Inneren ab.
Antibiotikaresistenzen entstehen, weil Bakterien mutieren oder ihre Gene verändern können. Die neue Genform kann für ein Produkt kodieren, das den Angriff des Antibiotikums besser übersteht als die Vorgängerversion. Da Bakterien häufig in großer Zahl vorkommen, können sich die überlebenden Bakterien mit der neuen Version des Gens wieder unkontrolliert vermehren, wenn eine Antibiotikakur nicht alle vorhandenen Bakterien abtötet.
Da Ciprofloxacin vom Inneren der Zelle aus gegen das Bakterium wirkt, benötigt es das Bakterium, um es einzulassen die Wand, die einen Teil des Antibiotikums fernhält. Ein weiterer Weg der Ciprofloxacin-Resistenz besteht darin, dass Zellen neue Formen von Pumpmechanismen produzieren, die die antibiotischen Moleküle im Inneren der Zelle aufnehmen und nach außen schleudern.
Im Inneren der Zelle zielt Ciprofloxacin auf ein Enzym namens DNA-Gyrase ab, das der Zelle hilft, sich zu teilen und zu wachsen. Wenn die DNA-Gyrase nicht richtig funktionieren kann, kann sich das Bakterium nicht vermehren und die alte Zelle stirbt schließlich an Altersschwäche. Damit Ciprofloxacin richtig wirken kann, muss es in der Lage sein, das Enzym zu erkennen, damit es daran binden kann. Eine wichtige Form der Ciprofloxacin-Resistenz besteht daher darin, dass Bakterien das Gen, das für das Enzym kodiert, verändern und eine Version des Enzyms herstellen, die Ciprofloxacin nicht erkennt. Resistente Bakterien können sich dann normal teilen und vermehren.
Antibiotikaresistenzen sind ein fortlaufender Prozess, und Bakterien können, solange sie mutieren können, neue Wege entwickeln, um gegen eine Chemikalie immun zu werden. Ärzte können den Prozess jedoch verlangsamen, indem sie die Arten von Infektionen einschränken, die mit Ciprofloxacin behandelt werden können. Die Patienten müssen auch eine vollständige Behandlung mit Ciprofloxacin abschließen, um sicherzustellen, dass alle anfälligen Bakterien abgetötet sind und keine Zeit haben, eine Arzneimittelresistenz zu entwickeln.