La Dra. Thelvia I. Ramos Gómez inició sus investigaciones en Genética Molecular, centrándose en la acondroplasia, hipercolesterolemia familiar, genética del cáncer y enfermedades neurodegenerativas como la ataxia espinocerebelosa tipo II. En 1998 se incorporó al Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología (CIGB) de La Habana, donde contribuyó al desarrollo de la vacuna contra la hepatitis C y participó en ensayos clínicos para diversos tipos de cáncer, como el de cuello de útero, próstata y pulmón, en particular una vacuna terapéutica contra el virus del papiloma humano. Estos ensayos recibieron la aprobación de la OMS y certificaciones internacionales. También investigó la Micobacteriosis atípica, la tuberculosis, el genotipado del virus del papiloma humano, las proteínas oncogénicas E6 y E7 y los virus respiratorios. Además, ha participado en proyectos de genómica de la esclerosis múltiple y en diversos estudios de farmacogenómica. La Dra. Ramos Gómez ha sido reconocida con varios logros científicos y premios de la Academia de Ciencias de Cuba. Colaboró con la Sección de Investigación del Instituto de Oncología y Radiobiología, dentro del Departamento de Farmacología Clínica y Experimental, centrándose en ensayos clínicos de fase I y II de productos oncológicos y en su investigación farmacogenómica, desarrollando nuevas herramientas diagnósticas en cáncer.
La Dra. Thelvia I, Ramos actualmente se desempeña como docente e investigadora de tiempo completo en la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE en Quito, Ecuador, donde ha estado desde 2012. En 2013 hasta 2017 fue contratada como consultora del Ministerio de Salud Pública del Ecuador en una coordinación de asesoría directa al Ministro de Salud, la Coordinación Nacional de Desarrollo Estratégico (CGDES), donde se desarrollan estudios técnicos especializados. Su asesoría estuvo dirigida a la Regulación de Ensayos Clínicos (Buenas Prácticas Clínicas) y seguridad de los sujetos en Investigación Clínica en Ecuador. Fue fundadora y asesora del grupo de Ensayos Clínicos de la Agencia de Regulación y Control Sanitario (ARCSA).
En 2017 fue fundadora y miembro principal del Comité de Ética para la Investigación en Sujetos Humanos, del Instituto Nacional de Salud Pública e Investigación (CEISH-INSPI-LIP) hasta 2019. Actualmente es consultora del Comité de Bioética CEISH-INSPI-LIP.
Realizó sus estudios de doctorado en Biotecnología Molecular en la Universidad de Concepción, Chile, entre 2019 y 2023, orientados a generar conocimiento en torno a la investigación y desarrollo de bioproductos para la implementación de procesos productivos validados científicamente. Su investigación se centró en el desarrollo de nanoformulaciones multicapa para enfermedades infecciosas, oncológicas y autoinmunes. Además, desarrolló un sistema de diagnóstico de afecciones cardiovasculares mediante la técnica Phage Display, que constituye una potente herramienta para el desarrollo de anticuerpos terapéuticos y tiene un importante potencial en la detección de enfermedades cardiovasculares en estadios tempranos. Ambos proyectos han dado lugar a patentes registradas y concedidas.
Sus áreas de investigación incluyen la genética molecular, los estudios preclínicos y clínicos, y el desarrollo de productos biofarmacéuticos desde el diseño hasta la ejecución. También presta asesoramiento en materia de reglamentación relacionada con la investigación en seres humanos. A lo largo de su carrera, la Dra. Thelvia I, Ramos ha sido autora de numerosas publicaciones, contribuyendo significativamente a los campos de la biotecnología y la investigación clínica.