Η Δρ. Καρελή είναι απόφοιτος του τμήματος Μοριακής Βιολογίας και Γενετικής (2007). Το 2013 απέκτησε διδακτορικό τίτλο σπουδών από το Τμήμα Ιατρικής του Δημοκρίτειου Πανεπιστήμιου Θράκης. Η διδακτορική της διατριβή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Γενετικής της Ιατρικής Σχολής του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης με επιστημονικά υπεύθυνο τον Καθηγητή Γενετικής κ. Λιαλιάρη Θεόδωρο. Το γνωστικό αντικείμενο της διδακτορικής της διατριβής ήταν η κυτταρογενετική και η εργασία με τίτλο «Μελέτη μετά από καλλιέργεια κυττάρων ομφαλίου λώρου και πλακούντα στον έλεγχο μεταλλαξιγένεσης» βαθμολογήθηκε με Άριστα. Έκτοτε, η ερευνητική της δραστηριότητα επεκτάθηκε και στον τομέα της κυτταρικής βιολογίας με έμφαση στην ερευνητική δραστηριότητα καρδιαγγειακών παθήσεων (βιολογία αγγείων, αθηροσκλήρωση, βαλβιδοπάθειες), τον καρκίνο και αιματολογικές διαταραχές.
Από τον Ιουλίο του 2013 έως τον Σεπτέμβρη του 2015 εργάστηκε ως βιολόγος-ερευνήτρια στο Εργαστήριο Μελέτης Αθηροσκλήρωσης, Πανεπιστημιακή Καρδιολογική Κλινική, Γενικό Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Αλεξανδρούπολης, «THALIS project». Στο διάστημα Σεπτέμβριος 2014 – Μάιος 2015 εργάστηκε ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Εργαστήριο Μεταφραστικής Έρευνας και Βιολογίας Αγγείων στα πλαίσια υποτροφίας από European Society of Cardiology «ESC Research Grant» στο Πανεπιστήμιο του Mainz στη Γερμανία. Στο διάστημα Μάιος 2016 – Φεβρουάριος 2017 συμμετείχε στις ερευνητικές δραστηριότητες του Εργαστηρίου Ακτινοθεραπείας, Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Αλεξανδρούπολης με υπεύθυνο καθηγητή τον κ. Κουκουράκη Μιχαήλ ως άμισθος επιστημονικός συνεργάτης. Εργασιακή εμπειρία σε φαρμακευτική εταιρεία απέκτησε το χρονικό διάστημα Μάρτιος 2017 – Οκτώβριος 2019 που εργάστηκε ως «Microbiology Lab analyst» στο Μικροβιολογικό εργαστήριο της Pharmathen International στις Σάπες. Ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια εργάστηκε επίσης από τον Ιούλιο 2020 – Ιούνιο 2021 στο Εργαστήριο Αιματολογίας, Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Αλεξανδρούπολης με υπεύθυνο καθηγητή τον κ. Μητρούλη Ιωάννη. Στο διάστημα αυτό παράλληλα με την ερευνητική δραστηριότητα συμμετείχε ως Study coordinator στις κλινικές μελέτες της Αιματολογικής Κλινικής του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Αλεξανδρούπολης με υπεύθυνο καθηγητή τον κ. Κοτσιανίδη Ιωάννη. Από τον Ιανουάριο του 2022 εργάζεται ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Κέντρο Αριστείας Φαρμακολογικών Μελετών και Ιατρικής Ακριβείας IMPReS του Εργαστηρίου Φαρμακολογίας (MIS 5047189) με υπεύθυνο καθηγητή τον κ. Μανωλόπουλο Ευάγγελο.
Είναι συγγραφέας σε 16 εργασίες σε διεθνή έγκριτα επιστημονικά περιοδικά. Αναλυτικά οι δημοσιευμένες της εργασίες βρίσκονται στους συνδέσμους https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=Kareli+D&sort=date (PubMed) και https://www.scopus.com/results/authorNamesList.uri?st1=Kareli&st2=Dimitra&origin=searchauthorlookup (Scopus).
Η διδακτική της εμπειρία περιλαμβάνει τη διδασκαλία του υποχρεωτικού μαθήματος «Γενετική» με σύμβαση για το τμήμα Ιατρικής του Δ.Π.Θ. (Π.Δ. 407/80) το 2013. Επίσης ήταν υπότροφος Ακαδημαϊκής Εμπειρίας για το μάθημα της «Γενετικής Ανθρώπου» ακαδημαϊκό έτος 2020-2021 στο τμήμα Μοριακής Βιολογίας και Γενετικής, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης. Παράλληλα, έχει συμμετάσχει ως ομιλήτρια σε συνέδρια (προφορικές και γραπτές παρουσιάσεις) και ημερίδες παρουσιάζοντας τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα.
Τα τρέχοντα ερευνητικά της ενδιαφέροντα περιλαμβάνουν τεχνικές κυτταρικής βιολογίας σε νόσους του καρδιαγγειακού συστήματος αλλά και τις φαρμακολογικές προεκτάσεις αυτών των νόσων.