Η καναμυκίνη είναι ένα αντιβιοτικό που σκοτώνει ορισμένα είδη βακτηρίων. Τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται γρήγορα και είναι ικανά για ταχεία μετάλλαξη, η οποία μπορεί να παράγει νέα βακτήρια που δεν είναι ευάλωτα στο αντιβιοτικό. Στην περίπτωση της αντοχής στην καναμυκίνη, αυτό το πρόβλημα επιδεινώνεται καθώς η βακτηριακή αντίσταση σε σχετικά αντιβιοτικά μπορεί επίσης να προσδώσει κάποια αντίσταση στην καναμυκίνη.
Η ομάδα αμινογλυκοσιδών των αντιβιοτικών περιλαμβάνει καναμυκίνη καθώς και ουσίες όπως η γενταμυκίνη και η στρεπτομυκίνη. Αυτή η ομάδα αντιβιοτικών επιτίθεται σε ένα ευρύ φάσμα βακτηριακών παθογόνων. Ο τρόπος δράσης τους είναι να διαταράξουν την πρωτεϊνική σύνθεση του βακτηριακού κυττάρου. Το κάνουν αυτό κολλώντας σε μια δομή γνωστή ως ριβόσωμα 30S, η οποία βοηθά στη δημιουργία πρωτεϊνικών κλώνων.
Ο αποκλεισμός του ριβοσώματος 30S εμποδίζει το βακτήριο να παράγει τις πρωτεΐνες που χρειάζεται για να επιβιώσει και να αναπτυχθεί. Αναγκάζει επίσης το κύτταρο να ξοδεύει ενέργεια παράγοντας πρωτεΐνες που δεν είναι χρήσιμες. Η καναμυκίνη κάνει επίσης τη μεμβράνη του κυττάρου λιγότερο στιβαρή, κάτι που είναι επιζήμιο για το βακτήριο.
Τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται πολύ γρήγορα και μπορεί να υπάρχουν σε μεγάλους αριθμούς. Ο πληθυσμός των βακτηρίων μπορεί να ποικίλλει ως προς τη γενετική σύνθεση και, ως εκ τούτου, στους πιθανούς στόχους για αντιβιοτικά. Εάν ένα μολυσμένο άτομο πάρει ένα αντιβιοτικό, αυτό το φάρμακο μπορεί να σκοτώσει όλα τα ευαίσθητα βακτήρια και να αφήσει πίσω τα βακτήρια που έχουν ειδική αντίσταση σε αυτό το αντιβιοτικό. Αυτά μπορούν στη συνέχεια να αναπτυχθούν ξανά ανεξέλεγκτα και να έχουν ανοσία στο ίδιο αντιβιοτικό.
Παραδείγματα βακτηριακών λοιμώξεων που θα μπορούσαν ενδεχομένως να αντιμετωπιστούν με καναμυκίνη περιλαμβάνουν λοιμώξεις Escherichia coli, Serratia marcescens και Mycobacterium tuberculosis. Στην περίπτωση της φυματίωσης, η οποία είναι συνήθως ανθεκτική σε πολλά φάρμακα, η καναμυκίνη είναι θεραπεία δεύτερης γραμμής και συνταγογραφείται μόνο μετά την αποτυχία της αρχικής θεραπείας. Συνήθως λαμβάνεται σε συνδυασμό με άλλα φάρμακα για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της θεραπείας σε περίπτωση που το παθογόνο έχει αντοχή στην καναμυκίνη.
Τα γονίδια και οι μεταλλάξεις είναι οι λόγοι για την αντίσταση στην καναμυκίνη. Ένα βακτήριο μπορεί φυσικά να είναι ανθεκτικό στο φάρμακο. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το γονίδιο nptII, το οποίο βρίσκεται φυσικά στα βακτήρια και το οποίο παράγει ένα ένζυμο που αναστέλλει τη δράση της καναμυκίνης στο βακτηριακό κύτταρο. Αυτός ο τύπος φυσικής αντίστασης περνά μέσα από τις γενιές των βακτηρίων.
Διαφορετικά βακτήρια μπορούν επίσης να αποκτήσουν ένα γονίδιο αντίστασης στην καναμυκίνη με οριζόντιο τρόπο. Ένας βακτηριακός ιός, ο οποίος προηγουμένως μόλυνε ένα κύτταρο, μπορεί να πάρει κατά λάθος ένα γονίδιο από αυτό το κύτταρο και να το μεταφέρει σε άλλο κύτταρο. Τα βακτήρια μπορούν επίσης να δώσουν το ένα στο άλλο μικρές συσκευασίες γενετικού υλικού σε μικρούς κύκλους DNA, γνωστούς ως πλασμίδια. Μερικές φορές, ένα κύτταρο απλώς συλλαμβάνει χαλαρά γονίδια από διασπασμένα κύτταρα στο περιβάλλον.