Las mutaciones en el gen APP son la causa más común de la angiopatía amiloide cerebral hereditaria. Las mutaciones del gen APP causan los tipos holandés, italiano, ártico, de Iowa, flamenco y piamontés de esta enfermedad. Las mutaciones del gen CST3 causan el tipo islandés. La demencia familiar británica y danesa está causada por mutaciones en el gen ITM2B.
El gen APP proporciona instrucciones para fabricar una proteína llamada proteína precursora amiloide. Esta proteína se encuentra en muchos tejidos y órganos, incluidos el cerebro y la médula espinal (sistema nervioso central). Se desconoce la función exacta de esta proteína, pero los investigadores especulan que puede adherirse (unirse) a otras proteínas en la superficie de las células o ayudar a las células a unirse entre sí. En el cerebro, la proteína precursora del amiloide desempeña un papel en el desarrollo y mantenimiento de las células nerviosas (neuronas).
El gen CST3 proporciona instrucciones para fabricar una proteína denominada cistatina C. Esta proteína inhibe la actividad de unas enzimas denominadas catepsinas que cortan otras proteínas para descomponerlas. La cistatina C se encuentra en los fluidos biológicos, como la sangre. Sus niveles son especialmente altos en el líquido que rodea y protege el cerebro y la médula espinal (el líquido cefalorraquídeo o LCR
).
El gen ITM2B proporciona instrucciones para producir una proteína que se encuentra en todos los tejidos. La función de la proteína ITM2B no está clara. Se cree que desempeña un papel en el desencadenamiento de la autodestrucción de las células (apoptosis) y en evitar que las células crezcan y se dividan demasiado rápido o de forma incontrolada. Además, la proteína ITM2B puede estar implicada en el procesamiento de la proteína precursora del amiloide.
Las mutaciones en el gen APP, CST3 o ITM2B conducen a la producción de proteínas que son menos estables de lo normal y que tienden a agruparse (agregarse). Estas proteínas agregadas forman cúmulos de proteínas denominados depósitos amiloides que se acumulan en ciertas zonas del cerebro y en sus vasos sanguíneos. Los depósitos de amiloide, conocidos como placas, dañan las células cerebrales, lo que acaba provocando la muerte de las mismas y afectando a varias partes del cerebro. La pérdida de células cerebrales en personas con angiopatía amiloide cerebral hereditaria puede provocar convulsiones, anomalías de movimiento y otros problemas neurológicos. En los vasos sanguíneos, las placas amiloides sustituyen las fibras musculares y las fibras elásticas que dan flexibilidad a los vasos sanguíneos, lo que hace que se debiliten y sean propensos a romperse. La rotura de un vaso sanguíneo en el cerebro provoca una hemorragia cerebral (ictus hemorrágico), que puede provocar daños cerebrales y demencia.