Natalizumab là một kháng thể đơn dòng được nhân hóa chống lại integrin alpha-4 (α4), loại thuốc đầu tiên được phát triển trong nhóm các chất ức chế phân tử bám dính chọn lọc. Cần phải có α4-integrin để các tế bào bạch cầu di chuyển vào các cơ quan và cơ chế hoạt động của natalizumab được cho là ngăn chặn các tế bào miễn dịch vượt qua thành mạch máu để đến các cơ quan bị ảnh hưởng.[23]

Trong bệnh đa xơ cứng

Các tổn thương gây ra triệu chứng của MS được cho là gây ra khi các tế bào viêm như tế bào lympho T đi qua hàng rào máu não thông qua tương tác với các thụ thể trên các tế bào nội mô. Natalizumab dường như làm giảm việc truyền các tế bào miễn dịch vào hệ thống thần kinh trung ương bằng cách can thiệp vào các phân tử thụ thể α4β1-integrin trên bề mặt tế bào. Hiệu ứng này xuất hiện trên các tế bào nội mô biểu hiện gen VCAM-1 và trong các tế bào nhu mô biểu hiện gen loãng xương. Ở động vật được sử dụng để mô hình hóa MS và các liệu pháp thử nghiệm, việc sử dụng natalizumab nhiều lần làm giảm sự di chuyển của bạch cầu vào nhu mô não và cũng làm giảm tổn thương, mặc dù điều này không chắc chắn nếu điều này có ý nghĩa lâm sàng đối với con người.[24]

Các cá nhân kèm MS được điều trị bằng natalizumab đã chứng minh các tế bào ức chế CD34 tăng lên, với nghiên cứu cho thấy mức độ biểu hiện cao nhất sau 72 giờ.[25]

Trong bệnh Crohn

Sự tương tác của integrin α4β7 và địa chỉ tế bào nội mô (còn được gọi là MADCAM1) được cho là góp phần gây ra viêm ruột mạn tính gây ra bệnh Crohn. Địa chỉ chủ yếu được thể hiện trong nội mô của các tĩnh mạch trong ruột non và rất quan trọng trong việc hướng dẫn các tế bào lympho T đến các mô bạch huyết trong các mảng Peyer. Ở bệnh nhân CD, các vị trí viêm ruột hoạt động ở bệnh nhân CD đã tăng biểu hiện của addressin, cho thấy mối liên hệ giữa viêm và thụ thể. Natalizumab có thể ngăn chặn sự tương tác giữa integrin α4β7 và addressin tại các vị trí viêm. Các mô hình động vật đã tìm thấy mức độ biểu hiện VCAM-1 cao hơn ở những con chuột mắc hội chứng ruột kích thích và gen VCAM-1 cũng có thể đóng một phần trong CD nhưng vai trò của nó vẫn chưa rõ ràng.[24]