Som patogener udvikler resistens over for nuværende kemoterapeutiske stoffer, bliver behovet for nye, mere og mere presserende. Men udviklingen af nye antimikrobielle stoffer er ikke specielt indbringende. Ligesom med vacciner, bruges antimikrobielle stoffer, kun ved sjældne lejligheder og i begrænsede perioder. Farmaceutiske virksomheder er, forståeligt nok, mere interesseret i at udvikle lægemidler, der behandler kroniske tilstande, som for eksempel højt blodtryk eller diabetes, hvor en patient har behov for års regelmæssig medicinering. Dette har ført til noget af en ”perfekt storm” – Øget lægemiddelresistens kombineret med et fald i udviklingen af nye antibiotika. Der er ægte bekymring for, at vi kan nærme os en post-antibiotisk tid (tiden før opdagelsen af antibiotika), hvor infektioner i mindre sår eller rifter, igen vil kunne forårsage dødelige infektioner.
Eksisterende antibiotika, oplever fortsat resistensproblemer for en stor del patogener, fordi deres udviklere har testet det på et begrænset antal målpatogener (se figur 16.3.1). En ny tilgang til at kontrollere patogener, er at målrette lægemidler mod virulensfaktorerne, snarer end mod de mikroorganismer der producerer dem. For eksempel, i stedet for at målrette et lægemiddel mod kolerabakterien, kan et lægemiddel blive målrettet mod koleratoksinet og neutraliserer eller ødelægge det. Et andet potentielt mål kunne være at binde jern, som patogener har brug for i deres vækst. Et lægemiddel der kunne isolerer jern, ville derfor begrænse spredningen af patogenerne.
De amerikanske sundhedsmyndigheder kræver, at antibiotika testes mod eksponentielt voksende patogener. Dette har ført til, at der næsten ikke er nogle lægemidler til bekæmpelse af hvilende celler, især persister-celler. De fleste lægemidler er ikke effektive, når de testes mod sådanne celler. Et andet grundlæggende problem som afventer en løsning, er en mangel på lægemidler der behandler Gramnegative infektioner. Cellevæggen hos Gramnegative bakterier, gø dem naturligt resistente over for de fleste antibiotika. Faktisk har de antibiotika der er blevet udviklet i de seneste årtier, kun været effektive over for Grampositive bakterier. Hertil kommer, at 99% af alle de bakteriearter der er fundet i naturen, ikke kan dyrkes på kunstige medier i laboratoriet. Forsøg med at reproducere det cellulære miljø i laboratoriet, for at få dem til at vokse og dermed kunne teste antibiotisk følsomhed for de ikke dyrkbare bakterier, er både komplicerede og dyre. Multilægemiddelresistens hos bakterierne i biofilm, er et andet uløst problem. Endelig har misbrug af lægemidler, baseret på ureguleret uddeling af antimikrobielle stoffer, fremskyndet antibiotikaresistens i mange dele af verden.
Nye, eksotiske økologiske nicher, som for eksempel dybhavssedimenter, bliver nødvendige af udforske. Man mener, at organismer i ekstreme miljøer, kan have udviklet nye mekanismer, for at kunne håndtere disse betingelser. Mikroorganismer er dog ikke de eneste organismer, der producerer antimikrobielle stoffer. Mange fugle, padder, planter og pattedyr, producerer ofte antimikrobielle peptider. Faktisk er disse peptider, en del af forsvarssystemet hos de fleste former for liv og der er bogstavelig talt, blevet identificeret hundredevis af sådanne peptider. Padders hudkirtler, er en rig kilde til antimikrobielle peptider som angriber bakterielle membraner. De bedst kendte af disse, er magaininerne (fra græsk for skjold). Det er især interessant, at disse antimikrobielle stoffer har eksisteret i måske millioner af år, uden der er udviklet væsentlig resistens mod dem. Et andet antimikrobielt stof, en steroid kaldet squalamin, er blevet isoleret fra hajer.
Måske vil interessen for fagterapi blive fornyet. På et tidspunkt blev det observeret, at bakteriofager, vira der angriber bakterier, var i stand til at dræbe specifikke patogene bakterier. Tidlige eksperimenter i fagterapi var ikke vellykket, men i særdeleshed russiske forskere, har fortsat med at eksperimentere med fagterapi. Miljømæssigt, er jorden fuld af bakteriofager og det siges, at hver anden dag dræber de et antal bakterier, der svarer til halvdelen af alle bakterier på Jorden. Ligeledes producerer mange bakterier antimikrobielle peptider, kaldet bakteriociner. Forskning har vist, at nogle af disse udviser et bredt aktivitetsspektrum, mens andre har et smalt aktivitetsspektrum. Deres virkningsmekanismer er forskellige fra de fleste antibiotika. Nogle bakteriociner påvirker cellemembranen og andre påvirker proteinproduktionen. Dertil kommer at toksiciteten af bakteriociner, er meget lav ved oral indtagelse.
Et lykketræf, eller utilsigtet opdagelse er altid en mulighed. For eksempel er det værd at nævne, at den første quinolon, nalidixinsyre, blev opdaget som et mellemprodukt ved syntesen af et lægemiddel mod malaria, chloroquin og at oxazolidinoner oprindeligt blev udviklet til behandling af plantesygdomme.
Endelig, er der et særligt behov for nye antivirale midler, samt svampedræbende og antiparasitære lægemidler, der er effektive mod helminter og protozoer, fordi vore arsenal mod disse mikroorganismer er meget begrænset.