Die angeborene Immunantwort ist ein universeller Mechanismus der Wirtsabwehr gegen Infektionen. Sie funktioniert auf der Grundlage spezieller Rezeptoren, die PRRs (pattern-recognition receptors) genannt werden und konservierte mikrobielle Strukturen erkennen, die PAMPs (pathogen-associated molecular patterns) genannt werden. Dank der PRRs ist der menschliche Organismus in der Lage, zwischen eigenen und fremden Antigenen zu unterscheiden. Toll-like-Rezeptoren (TLRs) sind eine Gruppe von PRRs, die eine entscheidende Rolle bei der Erkennung von „Gefahren“ und der Auslösung einer Immunantwort spielen. Zellen des Immunsystems (Makrophagen, dendritische Zellen, Mastzellen, Eosinophile, Neutrophile, B-Lymphozyten), Epithelzellen, Endothelzellen, Kardio-Myozyten und Adipozyten erkennen Krankheitserreger über TLRs. Die TLR-Stimulation durch mikrobielle Produkte aktiviert die angeborene Immunantwort. Dies führt zu einer hochregulierten Synthese antibakterieller Substanzen und entzündungsfördernder Zytokine sowie zur Aktivierung der Reifung dendritischer Zellen (verstärkte Expression co-stimulatorischer Moleküle und MHC-Antigene), die dadurch bei der Antigenpräsentation effektiver werden. In einigen Fällen ist die angeborene Immunantwort nicht in der Lage, die Infektion zu beseitigen, und erfordert die Induktion der adaptiven Immunantwort. Wenn sie über TLRs aktiviert werden, setzen antigenpräsentierende Zellen (APCs) erhöhte Mengen an proinflammatorischen Zytokinen (TNF-alpha, IL-1, IL-6, IL-8 und IL-12), Chemokinen und Stickstoffmonoxid (NO) frei und weisen eine verstärkte Expression co-stimulatorischer Moleküle (CD40, CD80, CD86) auf. All diese Veränderungen der APC-Funktion ermöglichen die Induktion der adaptiven Immunantwort, bei der sowohl T- als auch B-Lymphozyten eine entscheidende Rolle spielen. TLRs spielen auch eine Rolle bei der Regulierung der Immunantwort durch direkte oder indirekte Beeinflussung der Funktion von CD4+ CD25+ T-regulatorischen Zellen (Tregs), was zu deren Induktion und anschließender Unterdrückung der Immunantwort oder einer Umkehrung der Unterdrückung (Kontrasuppression) führt.