Urelumab, CD137’nin (4-1BB) hücre dışı alanını hedef alır .
CD137, tümör nekroz faktörü (TNF) reseptör süper ailesinin bir üyesi olan yardımcı uyarıcı bir moleküldür. CD137 geni, kromozom 1 p36 lokusunda yer alır.
CD137, aktive edilmiş CD8+ ve CD4+ T hücrelerinin, doğal öldürücü (NK) hücrelerinin, dendritik hücrelerin, B hücrelerinin, monositlerin ve nötrofillerin yüzeylerinde ifade edilir. Urelumab, bu CD137 ifade eden bağışıklık hücrelerindeki CD137 reseptörünü hedefler, ona bağlanır ve onu aktive eder.
Urelumab tarafından CD137 sinyallemesinin aktivasyonu çeşitli mekanizmalar aracılığıyla anti-tümör bağışıklığını teşvik eder.

Urelumab tarafından CD137 aktivasyonu, tümör hücrelerine karşı güçlü bir sitotoksik T hücresi tepkisini uyarır ve bu da tümörün temizlenmesiyle sonuçlanır. Urelumab, aktive edilmiş CD8+ T hücrelerinin çoğalmasını ve hayatta kalmasını teşvik ederek ve sitokin üretiminin (IL-2 ve IFN-γ) artmasını ve aktive edilmiş CD8+ T hücrelerinin daha yüksek sitotoksik kapasitesini sağlayarak aktivitelerini ve efektör işlevlerini yukarı düzenleyerek bunu başarır. Ayrıca , uzun vadeli bir anti-tümör tepkisi oluşturmak için çok önemli olan hafıza T hücrelerinin oluşumunun artmasıyla sonuçlanır .
Urelumab tarafından CD137 aktivasyonu ayrıca tümör hücrelerine karşı doğuştan ve adaptif bağışıklık tepkisinin diğer yönlerini de güçlendirir. CD137 aktivasyonu, tümör hücrelerinin antikor bağımlı hücre aracılı sitotoksisitesini gerçekleştiren doğal öldürücü hücrelerin çoğalmasını ve hayatta kalmasını teşvik eder. CD137 aktivasyonu ayrıca B hücrelerinin ve CD4+ T hücrelerinin çoğalmasını ve hayatta kalmasını, monositlerin dendritik hücrelere farklılaşmasını ve bu hücre tiplerinden sitokinlerin salgılanmasını teşvik eder.