Une étape critique de la pathogenèse du sepsis est la reconnaissance des molécules bactériennes telles que les lipopolysaccharides (LPS) par les cellules de l'immunité innée. L'interaction du LPS, complexé à la "lipopolysaccharide binding protein" (LBP), avec les récepteurs CD14 et TLR4/MD-2 présents à la surface des cellules myéloïdes induit l'activation cellulaire. Parallèlement, afin d'être détoxifié, le LPS est internalisé de façon dépendante du CD14 par une voie de macropinocytose dans les macrophages. Le complexe récepteur TLR4/MD-2 est nécessaire pour transmettre le signal induit par le LPS au niveau intracytoplasmique. Durant la différenciation des cellules myéloïdes en macrophages ou en cellules dendritiques immatures et matures, l'expression de TLR4, MD-2, et CD14 est modulée et ceci semble conditionner la réponse des cellules au LPS. Par conséquent, la famille des TLRs et le MD-2 constituent de nouvelles cibles thérapeutiques pour le développement de traitements spécifiques pour la maladie du sepsis.