La proliferazione abnorme di plasmacellule nel midollo osseo dei pazienti affetti da mieloma multiplo determina un aumento della presenza in circolo di paraproteine (gammaglobuline anomale) e/o di catene leggere delle immunoglobuline determinando così la caratteristica cast nephropathy (rene da mieloma). Queste ultime, in particolare, sono ritenute responsabili del danno renale. In condizioni di normalità, infatti, le catene leggere, molecole con peso molecolare relativamente basso e punto isoelettrico favorevole, attraversano facilmente il filtro glomerulare per essere poi riassorbite nel tubulo prossimale renale e degradate all'interno delle cellule tubulari. Esiste anche una rara forma da eccesso di catene pesanti delle immunoglobuline.