Ciprofloksacin je antibiotik. Medicinski stručnjaci koriste antibiotike za ubijanje bakterija, ali bakterije su obično vrlo prilagodljive svom okruženju i mogu razviti otpornost na prethodno smrtonosne učinke ciprofloksacina. Rezistencija na ciprofloksacin važna je u medicini jer bakterije protiv kojih se lijek može boriti uključuju nekoliko značajnih vrsta koje uzrokuju bolest, kao što su Klebsiella, E. coli i Salmonella.
Bakterije su jednostanični organizmi. Svaka stanica sadrži genetski materijal koji služi kao knjižica s uputama za čitanje stanice. Sve funkcije i proizvodi stanice kodirani su genetskim materijalom. Kao i geni, stanica sadrži unutarnje strojeve koji stvaraju proizvode koji su stanicama potrebni da ostane živa i da raste. Konačno, stanica ima strukturne komponente koje je čuvaju od vanjskog okruženja što je više moguće. U vanjskoj stijenci stanice postoje kanali koji dopuštaju korisne tvari unutra, dok većinu štetnih tvari zadržavaju vani.
Svaka tvar koja može ubiti jednu od ovih stanica, kada zarazi osobu, naziva se antibiotikom. Stanična smrt može nastupiti ako je kemikalija razbije izvana ili ako se probije unutra i razbije njenu mašineriju. Ciprofloksacin djeluje iz unutrašnjosti bakterijske stanice i cilja na jedan specifični enzim iznutra.
Otpornost na antibiotike nastaje jer bakterije mogu mutirati ili promijeniti svoje gene. Novi oblik gena može kodirati proizvod koji je bolji od prethodne verzije u preživljavanju napada antibiotika. Kako se bakterije obično pojavljuju u velikom broju, ako se antibioticima ne ubiju sve prisutne bakterije, tada se preživjele bakterije, s novom verzijom gena, mogu ponovno razmnožavati izvan kontrole.
Kako ciprofloksacin djeluje protiv bakterije iz unutrašnjosti stanice, da bi djelovala, potrebna joj je bakterija da joj omogući ulazak. Čini se da je jedan od oblika otpornosti na ciprofloksacin taj da rezistentne bakterije imaju verzije gena koji nalažu stanici da izgradi kanale u zid koji drži dio antibiotika van. Drugi put rezistencije na ciprofloksacin je da stanice proizvode nove oblike mehanizama pumpe, koji preuzimaju molekule antibiotika unutar stanice i izbacuju ih van.
Unutar stanice, ciprofloksacin cilja na enzim zvan DNA girazu, koji pomaže stanici da se dijeli i raste. Ako DNA giraza ne može ispravno raditi, tada se bakterija ne može razmnožavati, a stara stanica na kraju umire od starosti. Da bi ciprofloksacin ispravno radio, mora biti sposoban prepoznati enzim kako bi se na njega vezao. Važan način rezistencije na ciprofloksacin je stoga da bakterije mijenjaju gen koji kodira enzim i stvaraju verziju enzima koju ciprofloksacin ne prepoznaje. Otporne bakterije se tada mogu normalno dijeliti i razmnožavati.
Otpornost na antibiotike je proces koji traje, a bakterije, sve dok mogu mutirati, mogu razviti nove načine da postanu imune na kemikalije. Liječnici, međutim, mogu usporiti proces ograničavanjem vrsta infekcija koje se ciprofloksacin može koristiti za liječenje. Pacijenti također moraju završiti cijeli tečaj ciprofloksacina kako bi se osiguralo da su sve osjetljive bakterije mrtve i da nemaju vremena za razvoj rezistencije na lijekove.