As semicarbazonas e tiossemicarbazonas apresentam um amplo perfil de atividades biológicas, dentre as quais as atividades citotóxica e antitumoral se destacam. Nesse contexto, o presente estudo avaliou o potencial anticâncer de quatorze novos derivados aril-semicarbazônicos e onze novos derivados aril-tiossemicarbazônicos. O screening citotóxico foi realizado pelo teste do MTT frente a linhagens de câncer humano e células normais. Os compostos mais promissores foram selecionados para o estudo do mecanismo de morte celular por citometria de fluxo. Os testes realizados analisaram a viabilidade das células, despolarização mitocondrial, ciclo celular, fragmentação do DNA e indução de morte. O teste de Toxicidade Oral Aguda foi realizado segundo o protocolo da OECD 423. A avaliação da atividade antitumoral foi realizada em modelo de tumor sólido de Carcinoma de Ehrlich e a atividade mutagênica foi realizada em sangue periférico de camundongos. Nos resultados apresentados pelos derivados aril-semicarbazônicos, os compostos 3c e 4a se destacaram e foram escolhidos para a continuidade dos testes frente à linhagem HL-60. Esses compostos foram capazes de reduzir a viabilidade das células e induzir a despolarização mitocondrial. Além disso, o derivado 3c inibiu o complexo CDK2/Ciclina A impedindo a progressão da fase S para fase G2/M do ciclo celular. O derivado 4a provocou parada de ciclo na fase G1 e induziu fragmentação do DNA. Os resultados obtidos demonstraram processo apoptótico nas células HL-60 e foi confirmado pelo teste da anexina. Diante dos resultados apresentados pelos derivados aril-tiossemicarbazônicos, o composto TS04 foi escolhido para o estudo do mecanismo de morte celular frente às linhagens K562 e NCI-H292. Na análise morfológica o composto TS04 provocou alterações típicas de apoptose nas duas linhagens. Na linhagem K562, provocou parada de ciclo celular na fase G1 e promoveu a fragmentação do DNA. Na linhagem NCI-H292 na menor concentração, provocou bloqueio do ciclo celular na fase G2/M e na maior concentração, provocou parada em G1 e G2/M. A indução de morte por apoptose foi confirmada pelo teste da anexina nas duas linhagens. Os resultados encontrados in vitro para o composto TS04 foram promissores, o que motivou a continuidade dos estudos em modelo in vivo. No ensaio de Toxicidade Oral Aguda ficou classificado na categoria 3 (50 mg/kg < DL₅₀ < 300 mg/kg). Na avaliação da atividade antitumoral foi capaz de inibir o crescimento tumoral em 82% na maior dose testada (30 mg/kg) e não provocou efeito mutagênico nos animais tratados. Os resultados apresentados demonstram que os derivados aril-semicarbazônicos e aril-tiossemicarbazônicos estudados são agentes com atividade anticâncer promissora e que podem ser eleitos para a continuidade dos testes pré-clínicos necessários visando novos medicamentos para tratamento do câncer.FACEPEThe semicarbazones and thiosemicarbazones present a broad profile of biological activities, among which cytotoxic and antitumoral activities stand out. The present study evaluated the anticancer potential of fourteen new aryl-semicarbazones derivatives and eleven new aryl-thiosemicarbazones derivatives. Cytotoxic screening was performed by the MTT test against human cancer lines and normal cell. The most promising compounds were chosen for study of the mechanism of death by flow cytometry. The tests performed analyzed cell viability, mitochondrial depolarization, cell cycle, DNA fragmentation and induction of cell death. The Acute Oral Toxicity test was performed following the OECD Test Guideline 423. The evaluation of the antitumor activity was performed in a solid tumor model of Ehrlich's Carcinoma and the mutagenic activity was performed in peripheral blood of mice. In the results presented by the aryl-semicarbazones derivatives, the compounds 3c and 4a stand out and were chosen for the continuity of the tests against the HL-60 line. The compounds were able to reduce cell viability and induce mitochondrial depolarization. In addition, derivative 3c inhibited CDK2/Cyclin A complex by preventing the progression of S phase to G2/M phase of the cell cycle. Derivative 4a caused arrest in the G1 phase and induced DNA fragmentation. The results obtained demonstrated an apoptotic process in HL-60 cells and was confirmed by the annexin test. In view of the results presented by the aryl-thiosemicarbazones derivatives, the compound TS04 was chosen for the study of the mechanism of cell death against the lines K562 and NCI-H292. In the morphological analysis the compound TS04 caused typical alterations of apoptotic processes in the two lines. In the K562 line, it caused cell cycle arrest in the G1 phase and promoted DNA fragmentation. In NCI-H292 line in lower concentration, caused cell cycle blockade in G2/M phase and the highest concentration, caused arrest in G1 and G2/M. The induction of death by apoptosis was confirmed by the annexin test in the two lines. The in vitro results for the compound TS04 were promising, which motivated the continuity of the studies in vivo model. In the acute oral toxicity test, it was classified in category 3 (50 mg/kg <LD₅₀ <300 mg/kg). In the evaluation of antitumor activity it was able to inhibit tumor growth in 82% in the highest dose tested (30 mg/kg) and did not cause a mutagenic effect in treated animals. The results show that the aryl-semicarbazones and aryl-thiosemicarbazones derivatives studied are agents with promising anticancer activity and that can be chosen for the continuity of the necessary pre-clinical tests for new drugs for the treatment of cancer.