A COVID-19 é uma doença inflamatória caracterizada por hipóxia, edema pulmonar e tempestade de citocinas. As complicações são mais graves na presença de lesão vascular subjacente, associada a doenças como diabetes, hipertensão e aterosclerose. Nos pacientes, a COVID-19 tende a ser mais crítica, pois está frequentemente associada à falência de múltiplos órgãos. O estresse oxidativo desempenha papel importante na patogênese da COVID-19. O fator nuclear eritroide 2 relacionado ao fator 2 (NFE2L2 ou NRF2), glutationa, catalase, hemopexina e superóxido dismutase estão envolvidas na regulação desse processo, que é frequentemente visto em pacientes com pneumonia grave devido a COVID-19. O objetivo deste estudo foi avaliar a expressão de genes antioxidantes em células endoteliais de veia de cordão umbilical humano (HUVEC) estimuladas com soros de pacientes com diferentes condições clínicas da doença. As amostras de pacientes graves (n = 13), convalescentes (n = 11) e voluntários sadios (n = 7) foram obtidas da Unidade de Terapia Intensiva (UTI) do Hospital do Subúrbio Salvador/BA, no Hospital Irecê/BA e no Instituto Gonçalo Moniz (IGM), Salvador/BA, respectivamente. Indivíduos convalescentes foram definidos como aqueles que tiveram COVID-19, foram tratados e tiveram alta, enquanto os voluntários sadios foram indivíduos não vacinados que nunca tiveram COVID-19. As HUVEC foram estimuladas com os soros dos pacientes e voluntários sadios por 60 e 120 minutos. Posteriormente, foi realizada a avaliação da expressão gênica (RT-qPCR) a partir do RNA extraído das HUVEC. Todos os experimentos foram realizados em triplicata. A significância foi considerada quando p < 0,05. A ANOVA seguida pelo teste post-hoc de Dunn foram aplicados para testar a significância da diferença existente entre os grupos. Os seguintes alvos foram investigados: NFE2L2, heme oxigenase 1 (HMOX1), superóxido dismutase 1 (SOD1), catalase (CAT), glutationa peroxidase 1 (GPX1), e glutationa S-redutase (GSR). Os soros de pacientes com COVID-19 grave induziram aumento na expressão de NFE2L2 (1,49 ± 0,38 vezes; p < 0,01), HMOX1 (1,35 ± 0,30 vezes; p < 0,01), GPX1 (1,44 ± 0,17 vezes; p < 0,001) e GSR (1,58 ± 0,19 vezes; p < 0,01) após 60 minutos de estimulação em comparação com a condição basal (meio). Por outro lado, os genes SOD1 e CAT apresentaram aumento na expressão após 120 minutos em comparação com o basal. Os soros com COVID-19 grave induziram um aumento de SOD1 e CAT de 1,85 ± 0,35 vezes (p < 0,001) e 1,78 ± 0,19 vezes (p < 0,0001), respectivamente; enquanto soros de convalescentes induziram aumentos de SOD1 e CAT de 1,97 ± 0,32 vezes (p < 0,001) e 1,83 ± 0,35 vezes (p < 0,01), respectivamente. Esses dados sugerem que as células endoteliais são capazes de responder seletivamente com a expressão de genes antioxidantes em resposta à trombogênese e inflamação presentes em diferentes condições clínicas da COVID-19.