Gabriel abandonó cojeando el terreno de juego a los 15 minutos del partido de la Premier League disputado en el Emirates Stadium, añadiendo otra lesión que preocupa a Arteta, que ha sufrido una serie de bajas de larga duración de jugadores clave a lo largo de una temporada frustrante.
El lateral holandés Jurrien Timber también tuvo que ser sustituido en la segunda parte tras sentir un problema en la rodilla.
Arteta dijo a los periodistas tras el partido que ambos jugadores serían evaluados el miércoles para ver el alcance de sus lesiones.
"Gabby sintió algo en los isquiotibiales, no sabemos cómo de grande es", dijo Arteta. "Jurrien tuvo problemas muy al principio del partido, consiguió continuar pero en algún momento no pudo".
Lamentó que el Arsenal tuviera cuatro lesiones defensivas en el espacio de una semana.
Riccardo Calafiori, de 22 años, también se lesionó con la selección italiana, mientras que el lateral derecho Ben White vuelve a ser baja tras haber jugado poco toda la temporada.
A la pregunta de si alguna vez había tenido problemas de lesiones tan graves, Arteta respondió: "No: "No... pero es lo que hay".
Otro lateral, Takehiro Tomiyasu, ha quedado descartado para la temporada, al igual que los delanteros Kai Havertz y Gabriel Jesus, lesionados en los isquiotibiales y el ligamento cruzado, respectivamente.
Los Gunners visitan al Everton el sábado y reciben al Real Madrid el 8 de abril, en un encuentro crucial de la Liga de Campeones, que ofrece al club londinense su oportunidad más realista de conquistar un título esta temporada.