Senna rugosa is a shrub plant found in the Cerrado, popularly known as peanuts and used in folk medicine as a dewormer and for the treatment of snakebites. Few studies report the biological activities of S. rugosa. Thus, this study aimed to determine the chemical composition, evaluate the antioxidant activity, the protection of macromolecules and the anti-leukemic and anti-melanoma action of the ethanolic extracts of the leaves (EFSR) and roots (ERSR) of S. rugosa. The chemical composition was determined by liquid chromatography coupled with mass spectrometry. As antioxidant properties were evaluated using the ABTS•+ and DPPH• free radical capture tests, protection against oxidative damage was evaluated in proteins against oxidation induced by 2,2'-Azobis (2- amidinopropane) (AAPH) and about a DNA fragmentation induced by hydrogen (H2O2) and ultraviolet radiation (UV).Cytotoxic activity was evaluated against leukemic cell lines K562 and Jurkat, of human melanoma Sk-Mel-19, Sk-Mel-28, Sk-Mel-103, murine melanoma B16F10-Nex2, non-cancerous human lung fibroblast strains MRC-5 and human peripheral blood mononuclear cells (PBMC). The results demonstrated the presence of catechin, rutin, epigallocatechin derivatives, kaempferol glycosides, luteolin and dimeric and trimeric procyanidins in the EFSR. The extracts have IC50 for the ABTS•+ assay, with 4.86 + 0.51 μg/mL for EFSR and 8.33 + 0.90 μg/mL for ERSR, respectively, while for the DPPH• assay the IC50 values for EFSR and ERSR were 19.98 + 1.96 μg/mL and 13.37 + 1.05 μg/mL, respectively. The extracts were able to protect protein albumin against oxidation induced by AAPH and inhibit the fragmentation of plasmid DNA induced by H2O2 and UV radiation from the lowest concentration, 5 μg/mL. In addition, the extracts induced cell death of the K562 leukemic strains (IC50 of 242.54 + 2.38 μg/mL for EFSR and 223.00 + 2.34 μg/mL for ERSR), Jurkat (IC50 of 171.45 + 2.25 μg/mL for EFSR and 189.30 + 2.27 μg/mL for ERSR) and Sk-Mel-103 melanoma (IC50 of 224.66 + 2.35 μg/mL for EFSR and 221.98 + 2.34 μg/mL for ERSR), after 48 h of treatment. For the non-cancerous strain MRC-5 the extracts showed cytoxicity from the concentration of 300 μg/mL. While, for PBMC cells, EFSR and ERSR showed low cytoxicity, observed only at the concentration of 500 μg/mL. Together, these results demonstrate that the extracts of S. rugosa have antioxidant activity and anti-leukemic and anti-melanoma action, being potential therapeutic agents in the prevention of conditions related to oxidative stress and cancer.Senna rugosa é uma planta arbustiva encontrada no Cerrado, conhecida popularmente como amendoirana e utilizada na medicina popular como vermífugo e para o tratamento de acidentes ofídicos. Poucos estudos relatam as atividades biológicas de S. rugosa. Assim, este estudo teve como objetivo determinar a composição química, avaliar a atividade antioxidante, a proteção de macromoléculas e ação antileucêmica e anti- melanoma dos extratos etanólicos das folhas (EFSR) e raízes (ERSR) de S. rugosa. A composição química foi determinada por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. As propriedades antioxidantes foram avaliadas utilizando os ensaios de captura direta de radicais livres ABTS•+ e DPPH•, a proteção contra danos oxidativos foi avaliada em proteínas contra a oxidação induzida por 2,2'-Azobis (2-amidinopropano) (AAPH) e sobre a fragmentação de DNA induzida por peróxido de hidrogênio (H2O2) e radiação ultravioleta (UV). A atividade citotóxica foi avaliada contra as linhagens celulares leucêmicas K562 e Jurkat, de melanoma humano Sk-Mel-19, Sk-Mel-28, Sk-Mel-103, melanoma murino B16F10-Nex2, linhagens não cancerígenas de fibroblasto de pulmão humano MRC-5 e células mononucleares de sangue periférico humano (PBMC). Os resultados da composição química demonstraram a presença de catequina, rutina, derivados de epigalocatequina, glicosídeos de kaempferol, luteolina e procianidinas diméricas e triméricas no EFSR. Os extratos EFSR e ERSR apresentam IC50 para o ensaio de ABTS•+, de 4,86 + 0,51 μg/mL e 8,33 + 0,90 μg/mL, respectivamente, enquanto que para o ensaio de DPPH• os valores de IC50 para EFSR e ERSR foram de 19,98 + 1,96 μg/mL e 13,37 + 1,05 μg/mL, respectivamente. Os extratos foram capazes de proteger BSA contra a oxidação induzida por AAPH e inibir a fragmentação de DNA plasmidial induzida por H2O2 e radiação UV a partir da menor concentração avaliada, 5 μg/mL. Além disso, os extratos induziram a morte celular das linhagens leucêmicas K562 (IC50 de 242,54 + 2,38 μg/mL para EFSR e 223,00 + 2,34 μg/mL para ERSR), Jurkat (IC50 de 171,45 + 2,25 μg/mL para EFSR e 189,30 + 2,27 μg/mL para ERSR) e melanoma Sk-Mel-103 (IC50 de 224,66 + 2,35 μg/mL para EFSR e 221,98 + 2,34 μg/mL para ERSR), após 48 h de tratamento. Para a linhagem não cancerígena MRC-5 os extratos apresentaram citoxicidade a partir da concentração de 300 μg/mL. Enquanto que, para as células PBMC, o EFSR e ERSR apresentaram uma baixa citoxicidade, observada apenas na concentração de 500 μg/mL. Juntos, esses resultados demonstram que os extratos de S. rugosa possuem atividade antioxidante e ação antileucêmica e anti-melanoma, sendo potenciais agentes terapêuticos na prevenção de condições relacionadas ao estresse oxidativo e ao câncer.Conselho Nacional de Pesquisas (CNPq)