Chlorochina jest lekiem przeciwmalarycznym. Lekarze mogą zwykle leczyć ludzi zarażonych pasożytem malarii różnymi lekami, w tym tym jednym, ale czasami pasożyt jest odporny na pewien lek. W przypadku oporności na chlorochinę wydaje się, że pasożyt wyewoluował w sposób, który zapobiega przedostawaniu się leku do komórki pasożyta. Odporność na chlorochinę jest ważna dla kontroli malarii w obszarach świata, w których choroba występuje.
Malarię wywołują cztery różne gatunki pasożytów. Są to Plasmodium falciparum, P. vivax, P. malariae i P. ovale. Trzy z tych gatunków powodują choroby niezagrażające życiu, ale P. falciparum może potencjalnie zabić zarażonych ludzi. W latach 1930. XX wieku naukowiec z firmy Bayer w Niemczech, Hans Andersag, zidentyfikował chlorochinę jako potencjalnie użyteczną substancję chemiczną. Stała się lekiem na malarię w 1946 roku. Dlatego chlorochina jest używana od dziesięcioleci.
Te rodzaje leków są zawsze zaprojektowane tak, aby celować w jedną lub więcej specyficznych cech pasożyta. W przypadku chlorochiny celami wydaje się być materiał genetyczny pasożyta oraz przechowywanie i detoksykacja niektórych produktów. Wszystkie te działania razem sprawiają, że lekowi udaje się zabić pasożyta.
Jednak aby działać na pasożyta, chlorochina musi dostać się do wnętrza komórki Plasmodium. Każda pojedyncza komórka pasożyta ma strukturę komórkową, a jedną z cech tej komórki jest wakuola pokarmowa, zamknięte obszary, w których rozkłada się pokarm spożywany przez komórkę. To właśnie w tych wakuolach pokarmowych gromadzą się cząsteczki chlorochiny i zachodzą efekty działania leku. Naukowcy uważają, że lek zapobiega gromadzeniu przez komórkę toksycznych produktów odpadowych z żywności i czyni je nieszkodliwymi. Komórka następnie umiera z powodu toksycznych cząsteczek znajdujących się w środku.
Pacjenci z malarią przez lata otrzymywali chlorochinę i inne leki przeciwmalaryczne. Pasożyt, który był pierwotnie podatny na lek, rozwinął oporność na chlorochinę w odpowiedzi na jego działanie. Wydaje się, że oporność ma podłoże genetyczne i jest spowodowana pewnymi pasożytami, które miały zmienność w materiale genetycznym, które przetrwały leczenie chlorochiną. Te nowe wersje pasożytów stały się następnie dominującym typem w obszarach, w których leczenie chlorochiną zabiło wszystkie podatne na Plasmodia. Niebezpieczna forma malarii, Plasmodium falciparum, jest oporna na lek w wielu obszarach, podobnie jak P. vivax.
Jednym z wyjaśnień oporności na chlorochinę jest to, że geny pasożyta wytwarzały nowe wersje cząsteczek transportera. Te cząsteczki transportera pomagają przenosić substancje, takie jak leki, przez błony. Jedna z teorii dotyczących odporności na chlorochinę mówi, że nowe wersje transporterów potrafią wysłać cząsteczki chlorochiny z powrotem z wakuoli, aby zmniejszyć potencjalne uszkodzenie pasożyta. Dokładny sposób, w jaki Plasmodium opiera się działaniu leku, nie jest jednak dobrze znany.