L'un des TLR, TLR9, est exprimé dans les cellules immunitaires telles que les macrophages et les cellules dendritiques. TLR9 reconnaît spécifiquement l'ADN CpG non méthylé, que l'on trouve couramment dans les génomes bactériens et viraux, mais pas dans l'ADN des mammifères. Cela permet à TLR9 de différencier l’ADN étranger de l’ADN propre et de déclencher une réponse immunitaire contre les agents pathogènes envahisseurs.
Lorsque TLR9 détecte l’ADN CpG non méthylé, il se lie à l’ADN et subit un changement de conformation qui conduit à l’activation des voies de signalisation intracellulaires. Ces voies aboutissent à la production de cytokines et de chimiokines inflammatoires, qui recrutent des cellules immunitaires sur le site de l’infection et favorisent l’élimination de l’agent pathogène.
En plus de son rôle dans la détection de l’ADN étranger, TLR9 peut également faire la distinction entre l’ADN du soi et celui du non-soi grâce à la reconnaissance des modèles de méthylation de l’ADN. L'ADN des mammifères est généralement fortement méthylé, en particulier au niveau des dinucléotides CpG. Cette méthylation empêche TLR9 de se lier à son ADN et de déclencher une réponse immunitaire.
Par conséquent, TLR9 joue un rôle crucial dans le système immunitaire inné en discriminant entre l’ADN étranger et l’ADN propre. Il y parvient en reconnaissant des modèles moléculaires spécifiques dans l'ADN microbien, en déclenchant une réponse immunitaire contre les agents pathogènes, tout en tolérant l'auto-ADN pour éviter les réactions auto-immunes.