A microalga verde unicelular Chlorella vulgaris (ChV) tem sido relatada como tendo efeitos benéficos em várias doenças, incluindo câncer. Os principais objetivos deste estudo foram determinar e avaliar as propriedades antioxidantes e antitumorais do ChV contra células de câncer de fígado, tanto in vivo quanto in vitro. O efeito antioxidante do extrato de água quente de ChV foi demonstrado pelo ensaio DPPH que exibiu uma alta porcentagem de atividade de eliminação de radicais livres. Em estudos in vivo, ratos Wistar machos (200-250 g) foram divididos em oito grupos de acordo com a dieta fornecida: grupo controle (dieta normal), câncer de fígado (dieta deficiente em colina + 0,1% de etionina na água potável para induzir câncer de fígado) , abreviado como grupo CDE, grupo ChV com três doses diferentes (50, 150 e 300 mg/kg de peso corporal) e grupo CDE tratado com três doses diferentes de ChV. Os ratos foram mortos em 0,4,8 e 12 semanas de experimento e amostras de sangue e tecido foram retiradas dos ratos em todos os grupos para a determinação da proliferação celular e apoptose. ChV em todas as doses reduziu a porcentagem de incidência de tumor hepático (os nódulos pré-neoplásicos) nos ratos CDE (câncer de fígado) quando comparados aos ratos CDE sozinhos. A porcentagem de proliferação de hepatócitos foi significativamente maior (p<0,05) nos ratos CDE quando comparado ao controle que, no entanto, foi inibido pelo ChV em todas as doses. Enquanto isso, a porcentagem de células apoptóticas nos ratos CDE aumentou significativamente (p<0,05) em comparação com o controle, que foi ainda maior quando tratado com maior dosagem de ChV (300 mg/kg de peso corporal). Os efeitos antitumorais do extrato de água quente de ChV em estudos in vitro foram determinados observando as mudanças na taxa de proliferação e apoptose na linhagem celular de câncer de fígado, HepG2. ChV reduziu (p<0,05) a taxa de proliferação de células HepG2 de maneira dose-dependente. O valor de IC50 foi registrado em 1,6 mg/ml. A apoptose foi induzida por ChV, conforme indicado pela análise de TUNEL que foi corroborada ainda por análise de Western blot indicando expressão aumentada de P53 e proteínas pró-apoptóticas BAX e Caspase-3. A partir desses achados, pode-se sugerir que o ChV tem grande potencial como antioxidante com a capacidade de exercer efeitos antitumorais contra o câncer de fígado. A apoptose foi induzida por ChV, conforme indicado pela análise de TUNEL que foi corroborada ainda por análise de Western blot indicando expressão aumentada de P53 e proteínas pró-apoptóticas BAX e Caspase-3. A partir desses achados, pode-se sugerir que o ChV tem grande potencial como antioxidante com a capacidade de exercer efeitos antitumorais contra o câncer de fígado. A apoptose foi induzida por ChV, conforme indicado pela análise de TUNEL que foi corroborada ainda por análise de Western blot indicando expressão aumentada de P53 e proteínas pró-apoptóticas BAX e Caspase-3. A partir desses achados, pode-se sugerir que o ChV tem grande potencial como antioxidante com a capacidade de exercer efeitos antitumorais contra o câncer de fígado.