通常很難預測藥物合并后的效果如何。有時，兩種抗生素會比預期的更有效地提高作用并抑制細菌的生長。在其他情況下，綜合效果較弱。由于有多種不同的藥物組合方法(例如抗生素)，因此重要的是能夠預測這些藥物組合的效果。一項新的研究發現，通常可以通過定量表征每種抗生素的工作方式來預測某些抗生素聯合使用的結果。這是科隆大學Tobias Bollenbach教授與Gasper Tkacik教授和奧地利科學技術研究所博士研究員Bor Kavcic共同研究的結果。論文“自然交流。

Bollenbach解釋說：“我們想找出相互結合的抑制細菌中蛋白質合成的抗生素如何發揮作用，并使用數學模型盡可能地預測這些作用。” 作為科隆大學“生物物理與系統生物學”研究組的負責人，他探討了細胞如何響應藥物組合和其他信號。

細菌核糖體可以逐漸將基因的DNA序列翻譯成蛋白質的氨基酸序列(翻譯)。許多抗生素靶向該過程并抑制翻譯。不同的抗生素特異性地阻斷翻譯循環的不同步驟。科學家發現，抗生素之間的相互作用通常是由翻譯周期中的瓶頸引起的。例如，組合使用時，抑制翻譯周期開始和中期的抗生素的作用要弱得多。

為了闡明藥物相互作用的潛在機制，科學家創造了人工翻譯瓶頸，這些瓶頸在基因上模仿了特定抗生素的作用。如果這樣的瓶頸位于翻譯周期的中間，則會形成核糖體的交通擁堵，這種堵塞會在翻譯周期開始時引入另一個瓶頸后消失。結合統計物理和實驗的理論模型，科學家證明了這種作用可以解釋阻斷這些翻譯步驟的抗生素之間的藥物相互作用。

Tobias Bollenbach得出結論：“對單個抗生素的效果進行定量了解，使我們能夠預測抗生素組合的效果，而不必通過反復試驗來測試所有可能的組合。這一發現很重要，因為相同的方法可以應用于其他藥物，長期開發新的特別有效的藥物組合。”