Sindromul Winchester este cauzat de mutații în gena MMP14 (cunoscută și sub numele de MT1-MMP). Această genă furnizează instrucțiuni pentru fabricarea unei proteine numite metalopeptidaza 14 a matricei, care se găsește la suprafața celulelor. În mod normal, metalopeptidaza matriceală 14 ajută la modificarea și descompunerea diferitelor componente ale matricei extracelulare, care este rețeaua complexă de proteine și alte molecule care se formează în spațiile dintre celule. Aceste modificări influențează multe activități și funcții celulare, inclusiv promovarea creșterii celulare și stimularea mișcării celulelor (migrație). Metalopeptidaza 14 a matricei activează (activează), de asemenea, o proteină numită metalopeptidaza 2 a matricei. Activitatea metalopeptidazei matriceale 2 pare a fi importantă pentru o varietate de funcții ale organismului, inclusiv remodelarea osoasă, care este un proces normal în care osul vechi este descompus și se creează os nou pentru a-l înlocui.

Mutațiile în gena MMP14 modifică metalopeptidaza matriceală 14 astfel încât o cantitate mai mică de enzimă este capabilă să ajungă la suprafața celulară. Ca urmare, nu este disponibilă o cantitate suficientă de enzimă pentru a descompune componentele matricei extracelulare și pentru a activa metalopeptidaza 2 a matricei. Nu este clar cum un deficit al acestei enzime duce la semnele și simptomele sindromului Winchester. Este posibil ca o pierdere de activare a metalopeptidazei matriceale 2 să perturbe cumva echilibrul dintre crearea de os nou și degradarea osului existent în timpul remodelării osoase, provocând o pierdere progresivă de țesut osos. Nu se cunoaște modul în care o cantitate redusă de metalopeptidază matriceală 14 duce la celelalte caracteristici ale sindromului Winchester.

.