A veleszületett immunválasz a fertőzés elleni gazdaszervezet védekezésének univerzális mechanizmusa. Ez a PRR-eknek (pattern-recognition receptorok) nevezett speciális receptorok alapján működik, amelyek felismerik a PAMP-oknak (pathogen-associated molecular patterns) nevezett konzervált mikrobiális struktúrákat. A PRR-eknek köszönhetően az emberi szervezet képes különbséget tenni saját és nem saját antigének között. A Toll-szerű receptorok (TLR-ek) a PRR-ek egy csoportja, amelyek döntő szerepet játszanak a “veszély” felismerésében és az immunválasz kiváltásában. Az immunrendszer sejtjei (makrofágok, dendritikus sejtek, hízósejtek, eozinofilek, neutrofilek, B-limfociták), a hámsejtek, az endotél, a szívizomsejtek és az adipociták mind a TLR-eken keresztül ismerik fel a kórokozókat. A mikrobiális termékeken keresztül történő TLR-stimuláció aktiválja a veleszületett immunválaszt. Ez az antibakteriális anyagok és pro-inflammatorikus citokinek felfokozott szintézisét, valamint a dendritikus sejtek érésének aktiválódását (a ko-stimuláló molekulák és az MHC antigének fokozott expresszióját) eredményezi, ezáltal hatékonyabbá válnak az antigénprezentációban. Bizonyos esetekben a veleszületett immunválasz nem képes megszüntetni a fertőzést, és az adaptív immunválasz indukciójára van szükség. Amikor a TLR-eken keresztül aktiválódnak, az antigénprezentáló sejtek (APC-k) megemelkedett mennyiségű pro-inflammatorikus citokint (TNF-alfa, IL-1, IL-6, IL-8 és IL-12), kemokineket és nitrogén-oxidot (NO) bocsátanak ki, és fokozott expressziót mutatnak a ko-stimuláló molekulák (CD40, CD80, CD86) tekintetében. Mindezek az APC-funkcióban bekövetkezett változások lehetővé teszik az adaptív immunválasz indukcióját, amelyben mind a T-, mind a B-limfociták döntő szerepet játszanak. A TLR-ek az immunválasz szabályozásában is szerepet játszanak a CD4+ CD25+ T szabályozó sejtek (Tregek) működésének közvetlen vagy közvetett befolyásolásán keresztül, ami az immunválasz indukcióját, majd szuppresszióját vagy a szuppresszió visszafordítását (kontrasuppresszió) eredményezi.