Diplomou-se na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro, em 1919. Um ano mais tarde ingressou no Instituto Oswaldo Cruz, onde dedicou-se ao estudo de micologia. Inúmeros trabalhos foram escritos em colaboração com Olympio da Fonseca Filho.
Arêa-Leão e Jorge Lôbo descreveram várias espécies fúngicas, tais como Cephalosporium recifei, agente da maduromicose e a Acremoniella lutzi.
Dentre seus discípulos e colaboradores destacam-se Amadeu Cury , Nery Guimarães, Masao Goto e Milton Thiago de Mello.
Um dos trabalhos mais interessantes de Arêa-Leão refere-se à presença de acarianos infestando culturas de fungos, o que estabeleceu as bases para o seu controle com o emprego de querosene.
Em 1964, recebeu a ordem do mérito médico.
Arêa-Leão faleceu em 1971.
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