Mutațiile în gena APP sunt cea mai frecventă cauză a angiopatiei amiloide cerebrale ereditare. Mutațiile genei APP cauzează tipurile olandeză, italiană, arctică, Iowa, flamandă și piemonteză ale acestei afecțiuni. Mutațiile în gena CST3 cauzează tipul islandez. Demența familială britanică și daneză sunt cauzate de mutații în gena ITM2B.
Gena APP furnizează instrucțiuni pentru producerea unei proteine numite proteina precursoare amiloidă. Această proteină se găsește în multe țesuturi și organe, inclusiv în creier și măduva spinării (sistemul nervos central). Funcția exactă a acestei proteine este necunoscută, dar cercetătorii speculează că se poate atașa (lega) la alte proteine de pe suprafața celulelor sau poate ajuta celulele să se atașeze unele de altele. În creier, proteina precursoare amiloidă joacă un rol în dezvoltarea și întreținerea celulelor nervoase (neuroni).
Gena CST3 furnizează instrucțiuni pentru producerea unei proteine numite cistatină C. Această proteină inhibă activitatea enzimelor numite catepsine care secționează alte proteine pentru a le descompune. Cistatina C se găsește în fluidele biologice, cum ar fi sângele. Nivelurile sale sunt deosebit de ridicate în lichidul care înconjoară și protejează creierul și măduva spinării (lichidul cefalorahidian sau LCR
).
Gena ITM2B furnizează instrucțiuni pentru producerea unei proteine care se găsește în toate țesuturile. Funcția proteinei ITM2B este neclară. Se crede că joacă un rol în declanșarea autodistrugerii celulelor (apoptoză) și în împiedicarea celulelor să crească și să se dividă prea repede sau într-un mod necontrolat. În plus, este posibil ca proteina ITM2B să fie implicată în procesarea proteinei precursoare a amiloidului.
Mutațiile în gena APP, CST3 sau ITM2B duc la producerea de proteine care sunt mai puțin stabile decât în mod normal și care tind să se grupeze (agregate). Aceste proteine agregate formează aglomerări de proteine numite depozite amiloide care se acumulează în anumite zone ale creierului și în vasele de sânge ale acestuia. Depozitele de amiloid, cunoscute sub numele de plăci, deteriorează celulele cerebrale, provocând în cele din urmă moartea celulelor și afectând diferite părți ale creierului. Pierderea celulelor cerebrale la persoanele cu angiopatie amiloidă cerebrală ereditară poate duce la convulsii, anomalii de mișcare și alte probleme neurologice. În vasele de sânge, plăcile amiloide înlocuiesc fibrele musculare și fibrele elastice care dau flexibilitate vaselor de sânge, ceea ce face ca acestea să devină slabe și predispuse la rupere. O ruptură a unui vas de sânge din creier provoacă hemoragie cerebrală (accident vascular cerebral hemoragic), care poate duce la leziuni cerebrale și demență
.