L'antibiotico-resistenza come fenomeno evolutivo: origine, diffusione e approcci innovativi di contenimento

Antibiotic resistance represents one of the major threats to global public health, constituting a complex biological and evolutionary phenomenon. This thesis analyzes the phenomenon of antibiotic resistance by exploring its origins, molecular mechanisms, evolutionary dynamics, and possible containment strategies. Particular emphasis is placed on the relationship between antibiotic resistance and biological evolution, considering resistance as a concrete and observable example of evolution in real time driven by natural selection. In this context, the fitness cost associated with resistance mutations, the role of compensatory mutations and the evolutionary trajectories that allow resistant strains to persist even in the absence of antibiotic pressure are examined. Finally, the thesis addresses the main strategies for combating antibiotic resistance, highlighting the importance of the One Health approach, Antimicrobial Stewardship programs, and the development of innovative antimicrobials. The potential contributions of traditional medicine and artificial intelligence in the search for new therapeutic and preventive solutions are also considered. In order to address the issue effectively, antibiotic resistance must be regarded not only as a clinical challenge, but also as a dynamic evolutionary phenomenon requiring a multidisciplinary and global approach. From a methodological perspective, a narrative review of the scientific literature was conducted without restrictions on publication date, focusing on topics in evolutionary biology, antibiotic resistance, and their clinical applications. Priority was given to randomized clinical trials, meta-analyses, and the most recent national and international clinical guidelines.

L’antibiotico-resistenza rappresenta una delle principali minacce per la salute pubblica globale, configurandosi come un fenomeno biologico ed evolutivo complesso. La presente tesi analizza il fenomeno dell’antibiotico-resistenza approfondendone l’origine, i meccanismi molecolari, le dinamiche evolutive e le possibili strategie di contenimento. Particolare rilievo viene attribuito alla relazione tra antibiotico-resistenza ed evoluzione biologica, considerando la resistenza come un esempio concreto e osservabile di evoluzione in tempo reale, guidata dalla selezione naturale. In questo contesto vengono esaminati il costo in termini di fitness associato alle mutazioni di resistenza, il ruolo delle mutazioni compensatorie e le traiettorie evolutive che consentono il mantenimento dei ceppi resistenti anche in assenza di pressione antibiotica. Infine, la tesi affronta le principali strategie di contrasto all’antibiotico-resistenza, evidenziando l’importanza dell’approccio One Health, dei programmi di Antimicrobial Stewardship e dello sviluppo di antimicrobici innovativi. Sono inoltre considerate le potenzialità offerte dalla medicina tradizionale e dall’intelligenza artificiale nella ricerca di nuove soluzioni terapeutiche e preventive. Al fine di affrontare al meglio il problema, infatti, l’antibiotico-resistenza va vista non solo come una sfida clinica, ma anche come un fenomeno evolutivo dinamico che richiede un approccio multidisciplinare e globale. Dal punto di vista del metodo, è stata condotta una review narrativa della letteratura scientifica, senza restrizioni di anno di pubblicazione, incentrata su temi di biologia evoluzionistica, antibiotico-resistenza e loro applicazione clinica. È stata data priorità agli studi clinici randomizzati, alle meta-analisi e alle linee guida nazionali e internazionali più recenti.