Kanamicin je antibiotik koji ubija određene vrste bakterija. Bakterije se brzo razmnožavaju i sposobne su za brzu mutaciju, što može proizvesti nove bakterije koje nisu osjetljive na antibiotik. U slučaju rezistencije na kanamicin, ovaj problem se pogoršava jer otpornost bakterija na srodne antibiotike također može dati određenu rezistenciju na kanamicin.
Aminoglikozidna skupina antibiotika uključuje kanamicin, kao i tvari kao što su gentamicin i streptomicin. Ova skupina antibiotika napada širok raspon bakterijskih patogena. Njihov način djelovanja je poremetiti sintezu proteina bakterijske stanice. Oni to čine držeći se strukture poznate kao 30S ribosom, koji pomaže u izgradnji proteinskih niti.
Blokiranje 30S ribosoma sprječava bakteriju da proizvodi proteine koji su joj potrebni za preživljavanje i rast. Također uzrokuje da stanica troši energiju na proizvodnju proteina koji nisu korisni. Kanamicin također čini membranu stanice manje čvrstom, što je štetno za bakteriju.
Bakterije se vrlo brzo razmnožavaju i mogu biti prisutne u velikom broju. Populacija bakterija može varirati u genetskom sastavu i, prema tome, u potencijalnim ciljevima za antibiotike. Ako zaražena osoba uzme antibiotik, taj lijek može ubiti sve osjetljive bakterije i ostaviti bakterije koje imaju posebnu otpornost na taj antibiotik. Oni tada mogu ponovno izrasti kontroli i biti imuni na isti antibiotik.
Primjeri bakterijskih infekcija koje bi se mogle liječiti kanamicinom uključuju infekcije Escherichia coli, Serratia marcescens i Mycobacterium tuberculosis. U slučaju tuberkuloze, koja je obično rezistentna na nekoliko lijekova, kanamicin je lijek druge linije i propisuje se tek nakon što početno liječenje ne uspije. Obično se uzima u kombinaciji s drugim lijekovima kako bi se povećala učinkovitost liječenja u slučaju da je patogen otporan na kanamicin.
Geni i mutacije su razlozi otpornosti na kanamicin. Bakterija može prirodno biti otporna na lijek. Jedan takav primjer je gen nptII, koji se prirodno nalazi u bakterijama i koji proizvodi enzim koji inhibira djelovanje kanamicina u bakterijskoj stanici. Ova vrsta prirodne otpornosti prenosi se kroz generacije bakterija.
Različite bakterije također mogu dobiti gen za otpornost na kanamicin na horizontalan način. Bakterijski virus, koji je prethodno zarazio jednu stanicu, može slučajno pokupiti gen iz te stanice i prenijeti ga u drugu stanicu. Bakterije također mogu jedna drugoj davati male pakete genetskog materijala u malim krugovima DNK, poznatim kao plazmidi. Ponekad, stanica jednostavno pokupi labave gene iz razbijenih stanica u okolišu.