Faits:
A. Le 16 mars 2004, C._, alors propriétaire de l'immeuble, a donné à bail à B._ et A._ une arcade d'environ 80 m2 au rez-de-chaussée d'un bâtiment sis XX, rue D._ à Genève. Le contrat indiquait que les locaux étaient destinés exclusivement à l'exploitation d'un laboratoire et qu'il était interdit de les utiliser pour faire de la cuisine. Le bail a été conclu pour une durée initiale de cinq ans, du 1er avril 2004 au 31 mars 2009, étant précisé qu'il était ensuite renouvelable tacitement d'année en année. Le loyer annuel, charges non comprises, a été fixé à 16'800 francs.
Par lettre du 21 avril 2004, les locataires ont été informés que l'immeuble avait été acquis par X._, Y._ et Z._.
En date des 11 et 26 octobre 2004, les acquéreurs de l'immeuble ont signé avec B._ et A._ un "avenant" prévoyant que l'affectation des locaux était modifiée en café-restaurant et que le loyer serait porté à 20'400 fr. par an dès le 1er janvier 2005, tous les travaux étant à la charge des locataires, lesquels renonçaient à toute indemnité de plus-value.
B. Par requête du 16 novembre 2004, les locataires ont déclaré contester le loyer initial, demandant que le loyer soit ramené à 16'800 fr. conformément au contrat précédent (sous réserve de l'indexation convenue) et que le trop-perçu soit restitué.
Par jugement du 22 août 2006, le Tribunal des baux et loyers du canton de Genève a fait droit à la demande, en considérant qu'il se trouvait en présence d'une augmentation de loyer qui était nulle pour n'avoir pas été notifiée sur la formule officielle.
Statuant sur recours des bailleurs le 22 juin 2007, la Chambre d'appel en matière de baux et loyers a considéré que l'avenant donnait lieu à un loyer initial et elle a renvoyé la cause au Tribunal des baux et loyers pour examiner le problème sous cet angle.
Statuant à nouveau le 13 mars 2008, le Tribunal des baux et loyers a constaté que les bailleurs ont refusé de produire les pièces utiles permettant un calcul de rendement dont le Tribunal avait pourtant ordonné l'apport, ce dont on pouvait déduire qu'ils cachaient un rendement abusif. Estimant que rien ne justifiait que le loyer soit fixé à un montant différent de celui convenu dans le bail du 16 mars 2004, il a, pour la seconde fois, fait droit aux conclusions des locataires.
Par arrêt du 3 novembre 2008, la Chambre d'appel a rejeté le recours formé contre cette décision par les bailleurs. Tout en relevant que la surface louée avait été augmentée d'une manière négligeable (de 1 m2 selon les locataires ou de 2,7 m2 selon les bailleurs), la cour cantonale, en soulignant que les bailleurs avaient refusé de produire les documents requis permettant un calcul de rendement, a estimé que rien n'avait été apporté qui puisse justifier un changement de loyer de 21,43 % entre le contrat du 16 mars 2004 et l'avenant des 11 et 26 octobre 2004.
C. Ayant reçu cet arrêt le 6 novembre 2008, les bailleurs ont déposé dans un bureau de poste suisse, le lundi 8 décembre 2008, un recours en matière civile auprès du Tribunal fédéral. Invoquant un état de fait manifestement inexact, une appréciation arbitraire des preuves, une qualification juridique inexacte de l'avenant, un renversement du fardeau de la preuve, ainsi qu'une violation des règles en matière de contestation du loyer initial et de loyer abusif, ils concluent à l'annulation de l'arrêt attaqué, à l'irrecevabilité de la requête en contestation du loyer initial et à la constatation de la validité de l'avenant, sous suite de dépens.
Les locataires intimés ont conclu au rejet du recours dans la mesure de sa recevabilité avec suite de dépens.
Considérant en droit:
1. 1.1 Le litige porte sur une différence de loyer de 3'600 fr. par an (20'400 fr. - 16'800 fr.). S'agissant d'un bail de durée indéterminée, il faut multiplier ce montant par vingt, conformément à l'art. 51 al. 4 LTF, pour déterminer la valeur litigieuse (ATF 121 III 397 consid. 1 p. 399). Ainsi, la valeur litigieuse minimale de 15'000 fr. exigée en matière de bail à loyer est manifestement atteinte (art. 74 al. 1 let. a LTF).
1.2 Interjeté par la partie qui a succombé dans ses conclusions sur le montant du loyer dû (art. 76 al. 1 LTF) et dirigé contre un jugement final (art. 90 LTF) rendu en matière civile (art. 72 al. 1 LTF) par une autorité cantonale de dernière instance (art. 75 LTF), le recours en matière civile est donc recevable, puisqu'il a été déposé dans le délai (art. 45 al. 1 et 100 al. 1 LTF) et la forme (art. 42 LTF) prévus par la loi.
1.3 Le recours peut être interjeté pour violation du droit, tel qu'il est délimité par les art. 95 et 96 LTF. Le Tribunal fédéral applique le droit d'office (art. 106 al. 1 LTF). Il n'est donc limité ni par les arguments soulevés dans le recours, ni par la motivation retenue par l'autorité précédente; il peut admettre un recours pour un autre motif que ceux qui ont été invoqués et il peut rejeter un recours en adoptant une argumentation différente de celle de l'autorité précédente (ATF 134 III 102 consid. 1.1 p. 104). Compte tenu de l'exigence de motivation contenue à l'art. 42 al. 1 et 2 LTF, sous peine d'irrecevabilité (art. 108 al. 1 let. b LTF), le Tribunal fédéral n'examine en principe que les griefs invoqués; il n'est pas tenu de traiter, comme le ferait une autorité de première instance, toutes les questions juridiques qui se posent, lorsque celles-ci ne sont plus discutées devant lui (ATF 134 III 102 consid. 1.1 p. 105). Il ne peut entrer en matière sur la violation d'un droit constitutionnel ou sur une question relevant du droit cantonal ou intercantonal que si le grief a été invoqué et motivé de manière précise par la partie recourante (art. 106 al. 2 LTF).
1.4 Le Tribunal fédéral conduit son raisonnement juridique sur la base des faits établis par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF). Il ne peut s'en écarter que si les faits ont été établis de façon manifestement inexacte - ce qui correspond à la notion d'arbitraire: ATF 134 V 53 consid. 4.3 p. 62 - ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF (art. 105 al. 2 LTF).
La partie recourante qui entend s'écarter des constatations de l'autorité précédente doit expliquer de manière circonstanciée en quoi les conditions d'une exception prévue par l'art. 105 al. 2 LTF seraient réalisées, faute de quoi il n'est pas possible de tenir compte d'un état de fait qui diverge de celui contenu dans la décision attaquée (cf. ATF 130 III 138 consid. 1.4 p. 140). Une modification de l'état de fait ne peut cependant être demandée que si elle est susceptible d'influer sur le sort de la cause (art. 97 al. 1 LTF). Aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peut être présenté à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente (art. 99 al. 1 LTF).
1.5 Le Tribunal fédéral ne peut aller au-delà des conclusions des parties (art. 107 al. 1 LTF). Toute conclusion nouvelle est irrecevable (art. 99 al. 2 LTF).
2. 2.1 Sur deux points, les recourants se plaignent d'un état de fait manifestement inexact (art. 97 al. 1 LTF), puis reprennent les mêmes arguments en invoquant l'arbitraire (art. 9 Cst.) dans l'appréciation des preuves. Ces deux griefs se confondent et doivent être examinés simultanément.
Il faut préalablement rappeler qu'une modification de l'état de fait ne peut être demandée que si elle est susceptible d'influer sur le sort de la cause (art. 97 al. 1 LTF). Quant à l'arbitraire dans l'appréciation des preuves, il n'est réalisé que si le juge n'a manifestement pas compris le sens et la portée d'un moyen de preuve, s'il a omis, sans raison sérieuse, de tenir compte d'un moyen important propre à modifier la décision attaquée ou encore si, sur la base des éléments recueillis, il a fait des déductions insoutenables (ATF 129 I 8 consid. 2.1 p. 9). Pour qu'une décision soit annulée pour cause d'arbitraire, il ne suffit pas que la motivation formulée soit insoutenable, il faut encore que la décision apparaisse arbitraire dans son résultat (ATF 134 I 263 consid. 3.1 p. 266).
L'art. 270 al. 1 CO permet la contestation du loyer initial dans les conditions prévues à l'art. 270 al. 1 let. a CO et également dans les conditions prévues à l'art. 270 al. 1 let. b CO. Ces deux hypothèses sont alternatives et il suffit que les conditions de l'une des deux lettres de l'art. 270 al. 1 CO soient réunies pour que la contestation du loyer initial soit admissible (arrêt 4C.169/2002 du 16 octobre 2002, publié in Praxis 2003 n° 124 p. 661 consid. 2.1; arrêt 4C.367/2001 du 12 mars 2002, publié in SJ 2002 I p. 589 consid. 3a). En l'espèce, la cour cantonale a admis à la fois que les locataires se trouvaient en situation de contrainte au sens de l'art. 270 al. 1 let. a CO (arrêt attaqué p. 7) et qu'il y avait une sensible augmentation du loyer par rapport au précédent loyer au sens de l'art. 270 al. 1 let. b CO (arrêt attaqué p. 8 ch. 5.2.2). L'entrée en matière repose donc sur deux motivations alternatives dont chacune est suffisante. Dans une telle situation, les recourants auraient dû attaquer chacune des deux motivations (ATF 133 IV 119 consid. 6.3 p. 120 s.). Ils ne l'ont pas fait. Il subsiste donc la seconde motivation fondée sur l'art. 270 al. 1 let. b CO, entièrement convaincante, qui suffit pour justifier l'entrée en matière. La discussion sur l'état de contrainte des locataires au sens de l'art. 270 al. 1 let. a CO est donc impropre à influencer le résultat de la cause (art. 97 al. 1 LTF) ou à faire apparaître la décision attaquée comme arbitraire dans son résultat. Il n'y a donc pas lieu d'examiner le premier point de fait soulevé par les recourants.
Au demeurant, la cour cantonale a constaté que les recourants n'avaient pas discuté les circonstances de la contrainte "dans le cadre du présent appel" (arrêt attaqué p. 7 consid. 5.1); les recourants font valoir qu'ils les ont contestées lors de leur premier appel; cette argumentation est impropre à démontrer qu'il était arbitraire de retenir que ce point n'était pas contesté "dans le cadre du présent appel", c'est-à-dire lors du second appel.
Invoquant les mêmes principes juridiques, les recourants se plaignent que la cour cantonale n'a pas tenu compte d'un témoignage selon lequel les locataires auraient accepté le loyer en échange du changement d'affectation. Le propre de l'art. 270 al. 1 CO est précisément de permettre aux locataires, dans le délai et les conditions prévus par la loi, de revenir sur un loyer qu'ils ont pourtant accepté en concluant le contrat. Il est donc absolument sans pertinence de démontrer que les locataires ont, dans un premier temps, accepté le document qui a été signé les 11 et 26 octobre 2004, le fait n'étant d'ailleurs même pas contesté. Dès lors, le point soulevé n'est pas propre à influer sur le sort de la cause et l'omission de ce témoignage ne peut faire apparaître la décision attaquée comme arbitraire dans son résultat. Au demeurant, il n'y a rien d'arbitraire à ne pas mentionner un témoignage sans pertinence.
2.2 Les recourants contestent que l'avenant signé les 11 et 26 octobre 2004 puisse être considéré comme un nouveau bail, ouvrant la voie d'une contestation du loyer initial.
Cette question a déjà été tranchée dans le premier arrêt de la Chambre d'appel qui a renvoyé la cause à l'autorité inférieure. Il s'agissait cependant d'une décision incidente qui n'était pas susceptible de recours au Tribunal fédéral (art. 93 al. 1 LTF), ce qui implique qu'elle peut être examinée dans le cadre du présent recours (art. 93 al. 3 LTF).
Le bail à loyer est un contrat par lequel le bailleur s'oblige à céder l'usage d'une chose au locataire, moyennant un loyer (art. 253 CO). La prestation du bailleur ne se caractérise donc pas seulement par la chose louée, mais aussi par l'usage pour lequel elle est louée. L'usage cédé est un point essentiel du contrat au sens de l'art. 2 al. 1 CO.
En l'espèce, le contrat du 16 mars 2004 prévoyait que les locaux pouvaient être utilisés exclusivement pour un laboratoire et qu'il était interdit d'y faire de la cuisine. Dans le document signé les 11 et 26 octobre 2004, les locaux sont cédés pour en faire un café-restaurant. On se trouve donc en présence d'un changement essentiel.
Si l'on compare le contrat du 16 mars 2004 avec le document signé les 11 et 26 octobre 2004, on constate de nombreuses et importantes différences: les parties ne sont plus les mêmes, l'usage de la chose louée n'est plus le même, les locaux loués ne sont plus exactement les mêmes en raison de l'adjonction d'une petite surface, le loyer est sensiblement différent et on peut encore observer que le contrat du 16 mars 2004 ne permettait pas de modifier ainsi le loyer dès le 1er janvier 2005, comme le prévoit le document des 11 et 26 octobre 2004.
Les changements sont si importants que la cour cantonale n'a pas violé le droit fédéral en considérant que le document des 11 et 26 octobre 2004 constituait un nouveau bail.
Comme le changement d'affectation était manifestement souhaité par les locataires, on doit supposer que ce sont eux qui ont pris l'initiative de la négociation. On ne se trouve donc pas dans l'hypothèse où un bailleur essayerait de déguiser une hausse de loyer en la faisant apparaître comme un pseudo nouveau contrat de bail. Comme l'usage de la chose est profondément modifié, il ne s'agit pas non plus - contrairement à ce que soutiennent les recourants - d'une convention passée en cours de bail qui porterait seulement sur une modification du loyer.
En qualifiant l'accord passé les 11 et 26 octobre 2004 comme un nouveau contrat de bail, la cour cantonale a appliqué correctement l'art. 253 CO et on ne discerne à cet égard aucune violation des art. 2 CC ou 18 CO.
2.3 Il est constant que les locataires ont saisi la commission de conciliation en temps utile (art. 270 al. 1 CO) et que le loyer fixé dans le nouveau bail (20'400 fr.) est de 3'600 fr. plus élevé que celui du bail précédent (16'800 fr.), ce qui représente une hausse de 21,43 %. Il s'agit là d'une augmentation sensible au sens de l'art. 270 al. 1 let. b CO, puisque la jurisprudence a admis qu'une variation de l'ordre de 10 % correspondait déjà à cette qualification (arrêt 4C.169/2002 du 16 octobre 2002, publié in Praxis 2003 n° 124 p. 661 consid. 3.1).
Les conditions d'une contestation du loyer initial étaient donc remplies, sans qu'il y ait à se demander si elles le seraient également sous l'angle des conditions alternatives posées par l'art. 270 al. 1 let. a CO.
C'est donc à juste titre que la cour cantonale est entrée en matière sur la contestation du loyer initial et on ne discerne à cet égard aucune violation de l'art. 270 al. 1 CO.
2.4 L'art. 270 al. 1 CO ne règle que les conditions formelles auxquelles est subordonnée la recevabilité d'une demande de diminution du loyer initial; ce sont les art. 269 et 269a CO exclusivement qui fournissent les critères matériels permettant de juger du bien-fondé d'une telle demande (ATF 120 II 240 consid. 2 p. 243).
Lors d'une contestation du loyer initial, le locataire doit être admis à apporter la preuve, par un calcul selon la méthode absolue, que le loyer convenu procure au bailleur un rendement excessif au sens de l'art. 269 CO (ATF 124 III 310 consid. 2).
Certes, le fardeau de la preuve incombe au locataire, mais cela n'exclut pas que sa partie adverse doive contribuer loyalement à l'administration des preuves (Higi, Zürcher Kommentar, 1998, n°s 79 et 80 ad art. 270 CO; Weber, in Basler Kommentar, Obligationenrecht I, 4e éd. 2007, n° 8 art. 270 CO; Lachat, Le bail à loyer, 2008, p. 394 no 2.3.3; SVIT-Kommentar Mietrecht, 3e éd. 2008, n° 47 ad art. 270 CO). Selon les principes généraux tirés des règles de la bonne foi, la partie qui n'a pas la charge de la preuve doit néanmoins collaborer loyalement à l'administration des preuves et fournir les éléments qu'elle est seule à détenir (ATF 115 II 1 consid. 4 p. 2; arrêt 4P.196/2005 du 10 février 2006 consid. 5.2). Ce principe est affirmé de manière expresse en droit du bail à l'art. 274d al. 3 CO. Dès lors que le bailleur détient seul les documents permettant un calcul de rendement, on peut attendre de lui qu'il les produise (arrêt 4C.61/2005 du 27 mai 2005, publié in SJ 2006 I p. 34 consid. 4.3.2).
En conséquence, le juge n'a pas violé les règles sur le fardeau de la preuve - en particulier l'art. 8 CC invoqué par les recourants - en ordonnant aux bailleurs de produire les pièces qu'ils étaient seuls à détenir et qui étaient nécessaires pour le calcul de rendement que les locataires étaient en droit d'exiger.
Les recourants s'y sont refusés. C'est une pure question d'appréciation des preuves de dire quelles conclusions on peut tirer d'une telle attitude (arrêt 4A_345/2007 du 8 janvier 2008 consid. 2.4.3; arrêt 4P.196/2005 du 10 février 2006 consid. 5.2; Higi, Zürcher Kommentar, 1996, n° 93 ad art. 274d CO; Lachat, op. cit., p. 427 s. no 2.5 ; SVIT-Kommentar, op. cit., n° 22 ad art. 274d CO).
Le Tribunal fédéral ne peut examiner l'appréciation des preuves que sous l'angle restreint de l'arbitraire. Il n'y a rien d'arbitraire à conclure qu'une partie se refuse à produire des documents qu'elle détient parce que ceux-ci mettraient à néant sa position dans la procédure. Il n'est donc pas arbitraire de déduire du refus des recourants que le loyer demandé dans le nouveau bail est entièrement abusif par rapport à celui prévu dans le bail précédent, qui est admis par les intimés pour le nouveau bail.
2.5 Il reste à se demander s'il n'y aurait pas des indices qui devraient ébranler cette conviction.
Les recourants évoquent les loyers usuels dans le quartier (art. 269a let. a CO), mais ils n'ont apporté aucun des cinq éléments de comparaison exigés par la jurisprudence (ATF 123 III 317 consid. 4a p. 319; arrêt 4C.19/1997 du 19 août 1997, publié in SJ 1998 I p. 218 consid. 4a), de sorte qu'ils n'ont fourni aucun élément qui puisse ébranler la conviction résultant de leur attitude de refus.
Ils se prévalent certes des statistiques genevoises sur les loyers, mais il a déjà été jugé qu'elles étaient trop imprécises pour être utilisées en vue de fixer des loyers et qu'elles ne correspondent pas aux statistiques officielles envisagées à l'art. 11 al. 4 OBLF (ATF 123 III 317 consid. 4c/cc p. 324 s.; arrêt 4A_472/2007 du 11 mars 2008 consid. 2.4). Il n'y a pas lieu d'y revenir.
En l'absence de tout autre élément, le juge a fait un raisonnement fondé sur le loyer précédent, ce qui est en principe admissible (arrêt 4C.274/1997 du 27 avril 1998, publié in SJ 1998 I p. 718 consid. 4b/aa). On ne voit pas que le changement d'affectation puisse avoir des répercussions sur le rendement ou les coûts des bailleurs (tous les frais étant à la charge des locataires), alors qu'il s'agit d'éléments déterminants pour apprécier le loyer au regard des art. 269 et 269a CO. Le nouveau bail a été conclu très peu de temps après le précédent et l'augmentation de surface est dérisoire. On peut raisonnablement admettre que si la production des pièces permettant un calcul de rendement aurait conduit à justifier au moins partiellement la différence de loyer, les recourants n'auraient pas manqué de les produire. Au vu de l'ensemble de ces éléments, la cour cantonale n'a pas violé le droit fédéral en considérant que le loyer non abusif correspondait au loyer précédent. L'arrêt attaqué ne viole donc pas non plus les art. 269, 269a CO et 11 OBLF.
3. Les frais judiciaires et les dépens sont mis solidairement à la charge des recourants qui succombent (art. 66 al. 1 et 5, art. 68 al. 1, 2 et 4 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, fixés à 3'500 fr., sont mis solidairement à la charge des recourants.
3. Les recourants sont tenus solidairement de verser aux intimés une indemnité de 4'000 fr. à titre de dépens.
4. Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Chambre d'appel en matière de baux et loyers du canton de Genève.
Lausanne, le 19 février 2009
Au nom de la Ire Cour de droit civil
du Tribunal fédéral suisse
La Présidente: La Greffière:
Klett Crittin