Mutationen im APP-Gen sind die häufigste Ursache der hereditären zerebralen Amyloidangiopathie. APP-Genmutationen verursachen die niederländischen, italienischen, arktischen, Iowa-, flämischen und piemontesischen Typen dieser Erkrankung. Mutationen im CST3-Gen verursachen den isländischen Typ. Die familiäre britische und dänische Demenz wird durch Mutationen im ITM2B-Gen verursacht.
Das APP-Gen liefert Anweisungen für die Herstellung eines Proteins namens Amyloid-Vorläuferprotein. Dieses Protein kommt in vielen Geweben und Organen vor, auch im Gehirn und Rückenmark (zentrales Nervensystem). Die genaue Funktion dieses Proteins ist nicht bekannt, aber die Forscher vermuten, dass es sich an andere Proteine auf der Zelloberfläche anlagern (binden) oder Zellen dabei helfen könnte, sich miteinander zu verbinden. Im Gehirn spielt das Amyloid-Vorläuferprotein eine Rolle bei der Entwicklung und Erhaltung von Nervenzellen (Neuronen).
Das CST3-Gen liefert Anweisungen für die Herstellung eines Proteins namens Cystatin C. Dieses Protein hemmt die Aktivität von Enzymen namens Cathepsine, die andere Proteine zerschneiden, um sie abzubauen. Cystatin C ist in biologischen Flüssigkeiten wie Blut enthalten. Besonders hoch ist sein Gehalt in der Flüssigkeit, die das Gehirn und das Rückenmark umgibt und schützt (die zerebrospinale Flüssigkeit oder CSF
).
Das ITM2B-Gen liefert Anweisungen für die Produktion eines Proteins, das in allen Geweben vorkommt. Die Funktion des ITM2B-Proteins ist unklar. Man nimmt an, dass es eine Rolle dabei spielt, die Selbstzerstörung von Zellen (Apoptose) auszulösen und zu verhindern, dass Zellen zu schnell oder unkontrolliert wachsen und sich teilen. Darüber hinaus ist das ITM2B-Protein möglicherweise an der Verarbeitung des Amyloid-Vorläuferproteins beteiligt.
Mutationen im APP-, CST3- oder ITM2B-Gen führen zur Produktion von Proteinen, die weniger stabil sind als normal und die dazu neigen, sich zu verklumpen (zu aggregieren). Diese aggregierten Proteine bilden Eiweißklumpen, sogenannte Amyloid-Ablagerungen, die sich in bestimmten Bereichen des Gehirns und in den Blutgefäßen ansammeln. Die Amyloid-Ablagerungen, die so genannten Plaques, schädigen die Gehirnzellen und führen schließlich zum Zelltod und zur Beeinträchtigung verschiedener Teile des Gehirns. Der Verlust von Gehirnzellen bei Menschen mit erblicher zerebraler Amyloid-Angiopathie kann zu Krampfanfällen, Bewegungsstörungen und anderen neurologischen Problemen führen. In den Blutgefäßen ersetzen die Amyloid-Plaques die Muskelfasern und elastischen Fasern, die den Blutgefäßen ihre Flexibilität verleihen, wodurch sie schwach und bruchanfällig werden. Ein Bruch eines Blutgefäßes im Gehirn führt zu Blutungen im Gehirn (hämorrhagischer Schlaganfall), die zu Hirnschäden und Demenz führen können.