UIC的研究人員證明，為細菌設計的藥物也有可能作用於人類細胞。據伊利諾伊大學芝加哥分校的研究人員稱，用於治療普通細菌感染，如肺炎和鼻竇炎的抗生素，也可用於治療人類疾病，如癌症。至少在理論上是這樣。正如一項新的《自然通訊》研究中所概述的，UIC藥學院團隊在實驗室實驗中顯示，真核生物核糖體可以被修改，以原核生物核糖體的方式對抗生素做出反應。
真菌、植物和動物，如人類都屬於真核生物；它們是由具有明確的細胞核的細胞組成的。另一方面，細菌是原核生物。它們是由沒有細胞核的細胞組成，具有不同的結構、大小和特性。真核細胞和原核細胞的核糖體也不同，它們負責細胞生長和繁殖所需的蛋白質合成。
“一些用於治療細菌感染的抗生素，以一種有趣的方式發揮作用。它們與細菌細胞的核糖體結合，非常有選擇性地抑制蛋白質的合成。”該研究的資深作者、UIC藥學院藥物化學和藥學教授亞歷山大·曼金（Alexander Mankin）說：”一些蛋白質被允許被製造，但另一些則不能。沒有這些蛋白質被製造出來，細菌就會死亡”。
亞歷山大-曼金，UIC藥學院藥物化學和藥物認知學的亞歷山大-內法赫教授
當人們使用抗生素治療感染時，病人的細胞不會受到影響，因為藥物的設計不是為了與真核細胞的不同形狀的核糖體結合。
“因為有許多人類疾病是由不需要的蛋白質的表達引起的–例如，這在許多類型的癌症或神經退行性疾病中很常見–我們想知道是否有可能用一種抗生素來阻止人類細胞製造不需要的蛋白質，而且只是不需要的蛋白質，”曼金說。
為了回答這個問題，曼金和該研究的第一作者、製藥科學系的研究助理教授馬克西姆-斯維特洛夫將目光投向了酵母，這是一種真核生物，其細胞與人類細胞相似。
馬克西姆-斯維特洛夫，UIC藥學院藥物科學系的研究助理教授
曼金說，包括來自德國和瑞士的合作夥伴在內的研究團隊進行了一個 “很酷的技巧，重新設計了酵母核糖體，使其更像細菌。”
曼金和斯維特洛夫的團隊利用生物化學和精細遺傳學改變了酵母核糖體RNA中7000多個核苷酸中的一個，這足以使大環內酯類抗生素–一類常見的抗生素，通過與細菌核糖體結合發揮作用–作用於酵母核糖體。利用這個酵母模型，研究人員應用基因組分析和高分辨率結構分析來了解細胞中每一種蛋白質是如何合成的，以及大環內酯如何與酵母核糖體相互作用。
“通過這種分析，我們了解到，根據一個蛋白質的特定基因特徵–‘好’或’壞’序列的存在–大環內酯可以停止它在真核生物核糖體上的生產或不生產，”曼金說。”這從概念上向我們表明，抗生素可以用來選擇性地抑制人類細胞中的蛋白質合成，並用於治療由’壞’蛋白質引起的人類疾病。”
UIC研究人員的實驗為進一步研究提供了一個舞台。”曼金說：”既然我們知道這些概念可行，我們就可以尋找能夠在未修改的真核生物核糖體中結合的抗生素，並對其進行優化，以便只抑制那些對人類有害的蛋白質。