Mutaties in het APP-gen zijn de meest voorkomende oorzaak van hereditaire cerebrale amyloïd angiopathie. Mutaties in het APP-gen veroorzaken de Nederlandse, Italiaanse, Arctische, Iowa, Vlaamse en Piëmont-types van deze aandoening. Mutaties in het CST3-gen veroorzaken het IJslandse type. Familiaire Britse en Deense dementie worden veroorzaakt door mutaties in het ITM2B-gen.
Het APP-gen geeft instructies voor het maken van een eiwit dat amyloïd precursor eiwit wordt genoemd. Dit eiwit wordt aangetroffen in vele weefsels en organen, waaronder de hersenen en het ruggenmerg (centraal zenuwstelsel). De precieze functie van dit eiwit is onbekend, maar onderzoekers speculeren dat het zich kan hechten (binden) aan andere eiwitten op het oppervlak van cellen of cellen kan helpen zich aan elkaar te hechten. In de hersenen speelt het amyloïde precursor-eiwit een rol bij de ontwikkeling en instandhouding van zenuwcellen (neuronen).
Het CST3-gen geeft instructies voor het maken van een eiwit dat cystatine C wordt genoemd. Dit eiwit remt de activiteit van enzymen die cathepsines worden genoemd en die andere eiwitten uit elkaar knippen om ze af te breken. Cystatine C wordt gevonden in biologische vloeistoffen, zoals bloed. Het gehalte is vooral hoog in de vloeistof die de hersenen en het ruggenmerg omgeeft en beschermt (de cerebrospinale vloeistof of CSF
).
Het ITM2B-gen geeft instructies voor de productie van een eiwit dat in alle weefsels wordt aangetroffen. De functie van het ITM2B-eiwit is onduidelijk. Men denkt dat het een rol speelt bij het op gang brengen van de zelfvernietiging van cellen (apoptose) en het voorkomen dat cellen te snel of op een ongecontroleerde manier groeien en delen. Bovendien kan het ITM2B-eiwit betrokken zijn bij de verwerking van het amyloïde precursor-eiwit.
Mutaties in het APP-, CST3-, of ITM2B-gen leiden tot de productie van eiwitten die minder stabiel zijn dan normaal en die de neiging hebben zich te groeperen (aggregeren). Deze geaggregeerde eiwitten vormen eiwitklonters, amyloïde afzettingen genaamd, die zich ophopen in bepaalde delen van de hersenen en in de bloedvaten. De amyloïde afzettingen, plaques genoemd, beschadigen de hersencellen, waardoor ze uiteindelijk afsterven en verschillende delen van de hersenen worden aangetast. Verlies van hersencellen bij mensen met erfelijke cerebrale amyloïde angiopathie kan leiden tot aanvallen, bewegingsstoornissen en andere neurologische problemen. In bloedvaten vervangen amyloïde plaques de spiervezels en elastische vezels die de bloedvaten flexibiliteit geven, waardoor ze zwak worden en vatbaar voor breuk. Een breuk in een bloedvat in de hersenen veroorzaakt een bloeding in de hersenen (hemorragische beroerte), wat kan leiden tot hersenbeschadiging en dementie.