El Mycobacterium leprae es el único patógeno bacteriano conocido que invade los nervios periféricos. La colonización de los nervios por esta bacteria produce una serie de alteraciones tales como la degeneración axonal, desmielinización y fibrosis. Al comienzo de la enfermedad el deterioro irreversible de las fibras nerviosas progresa sin que el paciente perciba ningún síntoma. Al parecer, los efectos lesivos del M. leprae sobre los nervios tienen lugar antes de la colonización de la piel por la bacteria. No se sabe como la bacteria penetra en el nervio, si bien una posibilidad es que lo haga desde el sistema circulatorio, rompiendo la barrera nervio-hematológica. Una vez en el nervio, la bacteria coloniza las células de Schwann no mielinizadas.