Het syndroom van Aicardi-Goutières behoort tot de groep 'leukodystrofieën'. De term 'leukodystrofie' is een verzamelnaam voor aandoeningen die invloed hebben op de witte stof van de hersenen en het ruggenmerg. Hersenen en ruggenmerg vormen samen het centraal zenuwstelsel. De term stamt van het Griekse woorden ‘leuko’ = wit, wat verwijst naar de witte stof in de hersenen, en ‘dystrofie’ = afbraak, wat verwijst naar de aantasting van de witte stof. Witte stof in de hersenen is wit door de aanwezigheid van myeline. Dit is een vetachtige substantie die als isolatielaagje rond zenuwvezels aanwezig is. Myeline is te vergelijken met de isolatie om een elektriciteitsdraad. Er zijn veel soorten leukodystrofie geïdentificeerd, waaronder Adrenoleukodystrofie (X-gebonden), de ziekte van Canavan, de ziekte van Krabbe, Metachromatische Leukodystrofie, de ziekte van Pelizaeus-Merzbacher en de ziekte van Refsum.

De oorzaken zijn verschillend, maar in alle gevallen wordt de witte stof van de hersenen beschadigd en zijn de symptomen vergelijkbaar. Er is een grote variatie in de ernst van de symptomen. Zo hebben sommige patiënten een veel lichtere verstandelijke handicap en kunnen andere patiënten leren lopen en spreken. Sommige patiënten hebben een normale intelligentie en maar een geringe motorische beperking. Er is ook verschil in de snelheid waarmee de ziekte voortschrijdt. Na een paar maanden van opvlamming van de ziekte, te meten aan de verhoogde IFN-alfaniveaus en het aantal witte bloedcellen in het hersenvocht, stabiliseert de ziekte meestal.

Niet-specifiek afweersysteem
Ons afweersysteem bestaat uit een specifiek en een niet-specifiek deel. Het niet-specifieke afweersysteem vormt de eerste afweerreactie tegen alle binnendringers die het lichaam tegenkomt, zoals bacteriën, virussen en parasieten. De cellen van het niet-specifieke afweersysteem ‘eten’ de indringers op (fagocyteren) en scheiden stofjes (cytokines) uit. Deze stofjes stimuleren de afweerreactie door een ontsteking op gang te brengen. En ze trekken andere afweercellen aan en stimuleren de genezing van de beschadigde weefsels. Wanneer de niet-specifieke afweer niet voldoende is om de indringer op te ruimen, komt het specifieke afweersysteem op gang. Dit gebeurt met onder andere specifiek op de indringer gerichte antilichamen en geheugencellen.
Bij het syndroom van Aicardi-Goutières blijkt er sprake te zijn van een overactief niet-specifiek afweersysteem. In het hersenvocht van patiënten worden sterk verhoogde niveaus van interferon-alfa (IFN-alfa), een cytokine, gevonden. Ook is er chronisch een verhoging van het aantal witte bloedcellen, de afweercellen van het niet-specifieke afweersysteem, zonder dat er andere tekenen van een infectie zijn.

Er zijn ten minste zeven genen bekend die het syndroom van Aicardi-Goutières kunnen veroorzaken: ADAR, TREX1, SAMHD1, RNASEH2A, -B en -C en IFIH1. Het gen TREX1 codeert voor het enzym DNase III. Dit enzym is betrokken bij de afbraak van enkelstrengs DNA. Normaal gesproken vormt DNA een dubbele helix (dubbelstrengs) en is het alleen tijdens de celdeling enkelstrengs. Sommige virussen bevatten ook enkelstrengs DNA. De genen RNASEH2A, -B en -C coderen voor drie onderdelen van het enzymcomplex RNAseH2. Dit enzymcomplex is betrokken bij de afbraak van RNA, het molecuul dat de genetische code van het DNA afleest. RNA kan ook van virussen afkomstig zijn.

Het is niet duidelijk hoe deze genetische defecten tot een chronische reactie van het niet-specifieke afweersysteem leiden. TREX1 is betrokken bij het opruimen van DNA-fragmenten die in het lichaam terechtkomen na normale celdood. Bij een defect in TREX1 komen deze fragmenten vrij voor in het lichaam. Hetzelfde geldt voor RNA-fragmenten in het geval van een RNASEH2-defect. 
Virussen kunnen zowel DNA als RNA bevatten. Ons niet-specifieke afweersysteem is erop gericht lichaamsvreemde indringers op te ruimen. Het is mogelijk dat het niet-specifieke afweersysteem de enkelstrengs DNA-fragmenten of RNA-fragmenten aanziet voor virussen en daardoor gestimuleerd wordt.

Op de hele wereld zijn enkele honderden patiënten bekend met Aicardi Goutières, waarvan naar schatting ten minste twintig in Nederland.