Персистенция бактерий имеет особое патогенетическое значение. Лабораторные эксперименты, проводившиеся in vitro и in vivo, показали, что бактерицидные препараты изониазид и пиразинамид убивают микобактерии только в фазе размножения. Если же микобактерии находятся в фазе низкой метаболической активности (т.е. бактериальный рост почти полностью приостановлен и бактерии можно назвать "дремлющими"), бактерицидные препараты на них не действуют. Такое состояние принято называть дормантным, а микроорганизмы - персистерами. Персистеры не чувствительны к химиопрепаратам, т.е. ведут себя как устойчивые микроорганизмы. В действительности они могут сохранять чувствительность к лекарственным средствам.
Мощным стимулом для перехода клеток микобактерий в дормантное состояние являются химиотерапевтические препараты, а также факторы иммунной системы хозяина. Персистеры способны сохраняться в очагах поражения месяцами или даже годами. Во время персистенции микобактерии могут трансформироваться в L-формы. В этом виде микобактерии проявляют крайне низкую метаболическую активность, направленную в первую очередь на увеличение толщины клеточной стенки и внеклеточного матрикса, препятствующего простой диффузии веществ. Кроме того, в микобактериях происходит накопление генетического материала, позволяющего увеличить вероятность воссоздания нормально функционирующей клетки при наступлении благоприятных условий. Выявление L-форм стандартными микробиологическими методами затруднено.
Если дремлющие микобактерии вновь приобретают метаболическую активность и начинают размножаться во время проведения химиотерапии, они быстро погибают. Если же химиотерапия завершена, такие "ожившие" микобактерии продолжают размножаться и вызывают рецидив заболевания. Этим объясняют оправданность длительных курсов химиотерапии и применение последующих коротких профилактических, как правило сезонных, курсов химиопрофилактики.