Az alfa-synuclein egy fehérje, amely természetesen jelen van az agyban. Az LBD-ben szenvedő egyénekben azonban ez a fehérje rosszul hajtódik össze, és Lewy-testeknek nevezett struktúrákká aggregálódik. Ezek a Lewy-testek az idegsejtekben találhatók, és zavarják normál működésüket, ami progresszív kognitív hanyatláshoz, mozgási problémákhoz és egyéb, az LBD-re jellemző tünetekhez vezet.
Az LBD és a Parkinson-kór közötti kapcsolat különösen erős. Sok LBD-ben szenvedő személy Parkinson-kóros tüneteket is tapasztal, mint például a remegés, a merevség és a bradykinesia (lassult mozgás). A tünetek ezen átfedése arra utal, hogy az LBD és a Parkinson-kór közös mögöttes mechanizmusokat mutathatnak.
Ezenkívül a genetikai vizsgálatok számos génben olyan mutációt azonosítottak, amely növeli az LBD kialakulásának kockázatát. E gének némelyike a Parkinson-kórral és az Alzheimer-kórral is összefüggésbe hozható, tovább támasztva azt az elképzelést, hogy e neurodegeneratív rendellenességek közös genetikai alapjai vannak.
Az LBD és a betegség közötti kapcsolat megértése kulcsfontosságú a hatékony diagnosztikai eszközök és kezelések kidolgozásához. Az alfa-synuclein kóros felhalmozódását célozva és a neurodegeneráció mögöttes mechanizmusok kezelésével a kutatók célja az LBD progressziójának lassítása vagy megakadályozása, valamint az érintett egyének életminőségének javítása.