Det medfødte immunrespons er en universel mekanisme til værtens forsvar mod infektioner. Det fungerer på grundlag af særlige receptorer kaldet PRR’er (pattern-recognition receptors), som genkender konserverede mikrobielle strukturer kaldet PAMP’er (patogen-associerede molekylære mønstre). På grund af PRR’er er den menneskelige organisme i stand til at skelne mellem selv- og ikke-selv-antigener. Toll-like-receptorer (TLR’er) er en gruppe af PRR’er, der spiller en afgørende rolle i forbindelse med “fare”-genkendelse og induktion af immunrespons. Celler i immunsystemet (makrofager, dendritiske celler, mastceller, eosinofile, neutrofile og B-lymfocytter), epitelceller, endothelium, kardiomyocytter og adipocytter genkender alle patogener via TLR’er. TLR-stimulering via mikrobielle produkter aktiverer det medfødte immunforsvar. Dette resulterer i en opreguleret syntese af antibakterielle stoffer og proinflammatoriske cytokiner samt aktivering af dendritiske cellers modning (øget ekspression af co-stimulerende molekyler og MHC-antigener), hvorved de bliver mere effektive til at præsentere antigener. I nogle tilfælde er det medfødte immunforsvar ikke i stand til at fjerne infektionen, og det er nødvendigt at inducere det adaptive immunforsvar. Når de aktiveres via TLR’er, frigiver antigenpræsenterende celler (APC’er) forhøjede niveauer af proinflammatoriske cytokiner (TNF-alfa, IL-1, IL-6, IL-8 og IL-12), kemokiner og nitrogenoxid (NO) og viser øget ekspression af co-stimulerende molekyler (CD40, CD80 og CD86). Alle disse ændringer i APC-funktionen gør det muligt at fremkalde det adaptive immunrespons, hvor både T- og B-lymfocytter spiller en afgørende rolle. TLR’er spiller også en rolle i reguleringen af immunresponset via direkte eller indirekte påvirkning af funktionen af CD4+ CD25+ T-regulatoriske celler (Tregs), hvilket resulterer i deres induktion og efterfølgende undertrykkelse af immunresponset eller en omvendelse af undertrykkelsen (kontrasuppression).