La leptina partecipa alla regolazione della relazione esistente tra l'attività del tessuto adiposo e quella del sistema immunitario [73].Infatti esiste una correlazione positiva tra il numero di cellule Natural Killers e i linfociti T γδ e la concentrazione ematica di leptina. Inoltre l'ormone modula anche la produzione di TNF-α, l'attivazione dei macrofagi e la proliferazione dei linfociti T Helper CD4+.L'attività modulatoria della leptina sulle componenti cellulari e umorali del sistema immune contribuisce a chiarire l'evidenza epidemiologica che bambini allattati al seno presentano meno patologie gastrointestinali e sistemiche. A conferma di ciò interviene anche l'osservazione che il deficit di leptina a causa di mutazioni del suo gene comporta una riduzione della cellularità di timo e milza, con riduzione della produzione anticorpale e alterata risposta infiammatoria.