Faits:
A.
A.a. La société A._ Sàrl, qui a son siège à Genève et dont les associés gérants sont H.B._ et F.B._, exploite deux établissements publics, l'un à l'enseigne "U._" et l'autre à l'enseigne "V._" dans l'immeuble sis 9, place R._ à Genève.
X._ SA, ayant son siège à Zurich, exploite un restaurant à l'enseigne "W._" dans l'immeuble adjacent, 7, place R._.
Le litige qui oppose les parties a pour objet un local de 32 m2 qui se trouve dans l'immeuble 7, place R._, mais qui est utilisé pour les besoins des établissements publics exploités dans le bâtiment situé 9, place R._.
A.b. Par contrat du 15 octobre 1999, la société propriétaire de l'immeuble 7, place R._ a cédé, moyennant un loyer et à partir du 1er avril 2000, à Y._ AG, ayant son siège à Zurich, l'usage de diverses surfaces dans l'immeuble précité, comprenant le local litigieux de 32 m2.
Par contrat du 6 février 2003, Y._ AG a sous-loué le local de 32 m2 à Z._ SA - qui exploitait alors les établissements publics au 9, place R._ -, dès le 1er février 2003, pour un loyer annuel de 6'000 fr.; il était précisé que la chose louée devait servir de dépôt et de local pour les containers.
Par contrat du 7 juin 2004, Z._ SA a transféré le bail de sous-location, avec l'accord de Y._ AG, dès le 1er mai 2004, à A._ Sàrl, F.B._ et H.B._, auxquels ont été remis l'exploitation des établissements publics du 9, place R._. Ainsi, A._ Sàrl, F.B._ et H.B._ (ci-après: les sous-locataires) sont devenus sous-locataires de Y._ AG pour ce local de 32 m2.
Par contrat du 23 février 2009, Y._ AG a transféré le bail principal (celui du 15 octobre 1999), avec l'accord de la société propriétaire (bailleresse principale), avec effet dès le 1er mars 2009, à X._ SA, qui a repris l'exploitation du restaurant dans le bâtiment 7, place R._. X._ SA est ainsi devenue la locataire principale du local litigieux de 32 m2.
Les sous-locataires ont exprimé leur désapprobation à l'idée que X._ SA se substitue à Y._ AG, ce qui a provoqué une certaine confusion. Dans cette situation, X._ SA et Y._ AG ont chacun adressé des avis de résiliation, datés du 22 octobre 2009, à A._ Sàrl, à H.B._ et à F.B._, le contrat de sous-location devant prendre fin le 31 janvier 2010. Informés du transfert du bail principal par une lettre de l'avocat de Y._ AG du 4 octobre 2010, les sous-locataires se sont depuis lors acquittés des loyers de sous-location en mains de X._ SA.
Les sous-locataires se sont opposés aux congés donnés le 22 octobre 2009; ils ont demandé que ceux-ci soient considérés comme nuls, subsidiairement qu'ils soient annulés comme contraires aux règles de la bonne foi, plus subsidiairement qu'une prolongation de bail d'une durée de six ans leur soit accordée. X._ SA et Y._ AG se sont opposées aux prétentions des sous-locataires.
A.c. Durant la procédure, des témoins ont été entendus et une inspection des lieux a été effectuée. Il a été retenu que le chiffre d'affaires du restaurant "W._" avait augmenté de 30 à 40% depuis son ouverture en 2000, ce qui avait entraîné une augmentation du volume des déchets; or, le restaurant ne disposait pas d'un local réfrigéré pour les déchets alimentaires, contrairement aux exigences de l'hygiène; par ailleurs, il manquait de places de stockage, ce qui l'empêchait de profiter de certaines actions et de faire des réserves en prévision des jours fériés; en conclusion, il a été admis que cet établissement avait un besoin sérieux du local litigieux. D'un autre côté, il a été aussi admis que les établissements publics exploités par A._ Sàrl avaient également un besoin sérieux des locaux litigieux; produisant leur propre bière - ce qui prend beaucoup de place -, ces établissements, dont les locaux disponibles étaient entièrement occupés, ne pourraient que difficilement trouver des locaux de remplacement dans le voisinage immédiat.
B.
Saisie du litige, la Commission de conciliation en matière de baux et loyers du canton de Genève, par décision du 22 novembre 2010, a considéré que le congé notifié par Y._ AG (mais non pas celui de X._ SA) était valable et accordé aux sous-locataires une prolongation du bail de six ans.
Saisi à son tour, le Tribunal des baux et loyers, par jugement du 24 mai 2012, a considéré au contraire que c'était le congé donné par X._ SA (et non pas par Y._ AG) qui était valable et accordé une prolongation de bail unique de trois ans, échéant le 31 janvier 2013.
Saisie d'un appel formé par les sous-locataires dans lequel ceux-ci reprenaient leurs conclusions initiales (auxquelles les parties adverses s'opposaient totalement), la Chambre des baux et loyers de la Cour de justice genevoise, par arrêt du 3 décembre 2012, a confirmé le jugement entrepris.
C.
Les sous-locataires exercent un recours en matière civile au Tribunal fédéral. Invoquant l'arbitraire dans l'appréciation des preuves et l'établissement des faits, ainsi qu'une violation des art. 271, 272 et 263 CO, ils concluent à l'annulation de l'arrêt attaqué et à la constatation de la nullité des congés notifiés le 22 octobre 2009, " si mieux n'aime " à leur annulation, subsidiairement au renvoi de la cause à la cour cantonale, plus subsidiairement encore à l'octroi d'une prolongation de bail de six ans.
Les deux intimées proposent le rejet du recours, subsidiairement la fixation d'une prolongation de bail d'une durée adéquate.
Les parties ont répliqué et dupliqué.
Considérant en droit:
1.
1.1. En matière de bail à loyer, le recours en matière civile n'est recevable que si la valeur litigieuse atteint le seuil de 15'000 fr. (art. 74 al. 1 let. a LTF). Lorsque - comme c'est le cas en l'espèce - le locataire conteste la résiliation du bail, la valeur litigieuse équivaut au loyer de la période minimale pendant laquelle le contrat subsiste si la résiliation n'est pas valable, période qui s'étend jusqu'à la date pour laquelle un nouveau congé peut être donné; pour déterminer cette période, il faut tenir compte, en cas de succès du locataire, de la période de protection de trois ans prévue par l'art. 271a al. 1 let. e CO (ATF 137 III 389 consid. 1.1 p. 390; 136 III 196 consid. 1.1 p. 197). Compte tenu du loyer convenu en l'espèce (6'000 fr. par an) et du délai de protection de trois ans, il n'est pas douteux que la présente cause atteint le seuil de 15'000 fr.
Interjeté par les parties qui ont succombé dans leurs conclusions tendant à faire constater la nullité du congé, subsidiairement à l'annuler, et qui ont donc qualité pour recourir (art. 76 al. 1 LTF), dirigé contre un arrêt final (art. 90 LTF) rendu en matière civile (art. 72 al. 1 LTF) par un tribunal supérieur statuant sur recours en dernière instance cantonale (art. 75 LTF), le recours est recevable, puisqu'il a été déposé dans le délai (art. 100 al. 1 LTF) et la forme (art. 42 LTF) prévus par la loi .
1.2. Le recours peut être interjeté pour violation du droit, tel qu'il est délimité par les art. 95 et 96 LTF. Il peut donc également être formé pour violation d'un droit constitutionnel (ATF 136 I 241 consid. 2.1 p. 247; 136 II 304 consid. 2.4 p. 313).
Le Tribunal fédéral applique d'office le droit dont il peut contrôler le respect (art. 106 al. 1 LTF). Il n'est pas limité 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 articulés ou, à l'inverse, rejeter un recours en adoptant une argumentation différente de celle de l'autorité précédente (ATF 138 II 331 consid. 1.3 p. 336; 137 II 313 consid. 4 p. 317 s.). 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 137 III 580 consid. 1.3 p. 584; 135 II 384 consid. 2.2.1 p. 389). Par exception à la règle selon laquelle il applique le droit d'office, le Tribunal fédéral 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).
1.3. 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 137 I 58 consid. 4.1.2 p. 62; 137 II 353 consid. 5.1 p. 356) - 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 (ATF 137 II 353 consid. 5.1 p. 356; 136 I 184 consid. 1.2 p. 187). La partie recourante qui se plaint d'arbitraire dans l'appréciation des preuves et l'établissement des faits doit motiver son grief d'une manière répondant aux exigences de l'art. 106 al. 2 LTF (ATF 137 I 58 consid. 4.1.2 p. 62). Une rectification de l'état de fait ne peut être demandée que si elle est de nature à 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).
En l'espèce, les recourants reprochent à la cour cantonale d'avoir omis arbitrairement de constater que le bail de sous-location interdisait la sous-location et le transfert de bail. Sachant que le contrat de sous-location constitue en lui-même un bail à loyer, il est évident que cette clause n'était destinée à imposer une obligation qu'aux recourants eux-mêmes. En effet, un transfert de bail est un changement de locataire, et non pas de bailleur (art. 263 al. 1 CO); quant à la sous-location, elle vise l'hypothèse où le locataire (et non le bailleur) cède l'usage de la chose à un tiers (art. 262 al. 1 CO). La clause en question n'imposait donc aucune obligation au sous-bailleur et c'est à juste titre que la cour cantonale n'a pas tenu compte d'un point de fait sans pertinence. Il n'y a pas lieu de rectifier l'état de fait, dès lors que cette question n'est pas de nature à influer sur le sort de la cause (art. 97 al. 1 LTF).
En ajoutant des éléments de fait, les recourants soulignent qu'ils n'étaient pas d'accord avec un changement de sous-bailleur. Cette question est cependant intimement liée à l'appréciation juridique des faits et il paraît plus expédient de la traiter dans le cadre de l'examen juridique du cas. Il en va de même des critiques sur les faits que les recourants adressent aux constatations cantonales quant au besoin respectif des parties de disposer du local litigieux.
1.4. 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. La première question à résoudre - qui touche à la validité du congé - est de savoir qui, de X._ SA ou de Y._ AG, était habilité à résilier le contrat de sous-location. Cette question a trait à la légitimation, laquelle relève du droit matériel (ATF 138 III 213 consid. 2.3 p. 216, 537 consid. 2.2.1 p. 540), puisqu'il s'agit de déterminer qui était le sous-bailleur au moment de la résiliation.
2.1.1. Il faut tout d'abord observer que le bail principal, conclu initialement entre la société propriétaire et Y._ AG, a fait l'objet d'un transfert de bail en faveur de X._ SA avec effet dès le 1er mars 2009.
Selon l'art. 263 al. 1 CO, le locataire d'un local commercial peut transférer son bail à un tiers avec le consentement écrit du bailleur. Ce dernier ne peut refuser son consentement que pour de justes motifs (art. 263 al. 2 CO). Si le bailleur donne son consentement, le tiers est subrogé au locataire (art. 263 al. 3 CO).
Le transfert de bail se présente donc comme un contrat conclu entre le locataire initial et le locataire reprenant à l'effet d'opérer un changement de locataire. Le transfert du bail opérant une substitution de locataire, il a pour résultat de modifier fondamentalement le rapport contractuel initial, de sorte qu'on ne saurait concevoir qu'il intervienne à l'insu du bailleur; le consentement du bailleur, qui doit être donné sous la forme écrite, est une condition suspensive du transfert (ATF 125 III 226 consid. 2b p. 228).
En cas de transfert de bail valable, le locataire reprenant prend la place du locataire précédent dans le rapport contractuel (Roger Weber, in Basler Kommentar, Obligationenrecht, vol. I, 5e éd. 2011, n° 6 ad art. 263 CO; Peter Higi, Zürcher Kommentar, 1994, n° 44 ad art. 263 CO; David Lachat, Le bail à loyer, 2008, p. 588 ch. 3.4.1 ).
En l'espèce, il a été constaté en fait - d'une manière qui lie le Tribunal fédéral (art. 105 al. 1 LTF) - qu'un accord est intervenu à ce sujet entre Y._ AG et X._ SA et que le bailleur principal y a consenti expressément dans l'acte. Il convient d'en déduire, en application de l'art. 263 al. 1 CO, que X._ SA est devenue la locataire dans le cadre du bail principal dès le 1er mars 2009.
On observera que l'art. 263 CO n'exige nullement, pour que le transfert de bail soit valable, l'accord d'un éventuel sous-locataire. D'ailleurs, le transfert de bail n'opère ses effets qu'entre les parties au contrat de bail et n'a en principe pas d'effet sur les obligations que celles-ci ont pu contracter à l'égard de tiers (Richard Barbey, Le transfert du bail commercial, in SJ 1992 p. 48; contra: Lachat, op. cit., p. 588 ibidem).
2.1.2. La sous-location est un contrat par lequel le locataire cède, moyennant le paiement d'un loyer, l'usage de la chose louée à un tiers (le sous-locataire) avec le consentement du bailleur (art. 262 al. 1 CO). Le bailleur ne peut refuser son consentement que dans les hypothèses visées par l'art. 262 al. 2 CO.
La sous-location est un contrat de bail à part entière, distinct du bail principal, soumis en principe aux règles des art. 253 ss CO (Weber, op. cit., n° 9 ad art. 262 CO; Higi, op. cit., n° 9 ad art. 262 CO; Lachat, op. cit., p. 566 ch. 2.1; Commentaire SVIT, Le droit suisse du bail à loyer, adaptation française de Burkhalter/Martinez-Favre, 2011, n° 37 ad art. 262 CO).
S'il est vrai que la sous-location constitue un bail en soi distinct du bail principal, il n'en est pas totalement indépendant. Dans un contrat de bail, le bailleur s'engage à céder l'usage de la chose (art. 253 CO), ce qui suppose qu'il soit lui-même titulaire de ce droit d'usage. Dans le cas d'une sous-location, il est évident que le sous-bailleur ne peut pas transférer plus de droits qu'il n'en a lui-même. Si le bail principal s'éteint, le sous-bailleur se trouve dans l'impossibilité de fournir sa prestation au sous-locataire. Dès lors que le droit d'usage ne lui est plus valablement cédé (personne ne peut céder plus de droits qu'il n'en possède), le sous-locataire doit restituer la chose. Il pourrait, sinon, faire l'objet d'une demande d'expulsion (Commentaire SVIT, op. cit., n° 7 ad art. 273b CO; Lachat, op. cit., p. 580). L'art. 273b al. 1 CO précise d'ailleurs que la sous-location ne peut pas être prolongée au-delà du bail principal. Si le sous-locataire doit ainsi restituer la chose avant l'expiration du contrat de sous-location, il peut, le cas échéant, demander des dommages-intérêts au sous-bailleur pour inexécution partielle du contrat (art. 97 CO) (Higi, op. cit., n°s 19 et 27 ad art. 262 CO; Commentaire SVIT, op. cit., n° 7 in fine ad art. 273b CO; Lachat, op. cit., p. 578 ch. 2.3.9).
2.1.3. En l'espèce, il résulte des constatations cantonales - qui lient le Tribunal fédéral (art. 105 al. 1 LTF) - qu'un contrat de sous-location a existé, au sujet de ce local de 32 m2, entre les recourants et Y._ AG.
A la suite du transfert du bail principal, Y._ AG a perdu tout droit d'usage sur ce local dès le 1er mars 2009.
Les recourants n'ont cependant pas quitté les lieux; ils ont continué de se comporter comme s'ils étaient titulaires du droit d'usage, payant régulièrement le loyer. Quant au nouveau locataire principal (X._ SA), il a montré, en notifiant un avis de résiliation, qu'il se considérait comme lié aux recourants par un contrat de bail. Lorsque les recourants ont été clairement sommés de payer désormais le loyer en mains de X._ SA, ils l'ont accepté. Il faut en déduire qu'un nouveau contrat de sous-location a bien été conclu entre les recourants et X._ SA.
On peut cependant hésiter sur le moment où ce nouveau contrat a été conclu. Il est vrai que les recourants n'ont accepté que de mauvaise grâce le changement de sous-bailleur. S'il fallait admettre que cette acceptation n'est intervenue, par actes concluants, qu'au moment du paiement du loyer en mains de X._ SA, on se trouverait dans une situation où la résiliation serait intervenue avant que le bail ne soit conclu. Il faudrait alors constater que les recourants ont occupé le local sans droit entre le 1er mars 2009 et le moment du premier paiement en mains de X._ SA. Une telle interprétation de la situation ne correspondrait manifestement pas à la volonté des parties. En effet, X._ SA, en envoyant un avis de résiliation, montrait qu'elle se considérait comme liée aux recourants par un contrat de sous-location; quant aux recourants, ils se sont toujours considérés comme titulaires du droit d'usage, payant régulièrement leur loyer, et non pas comme des occupants illicites. Même si l'on voulait retenir le contraire, il faudrait constater que les recourants, lorsqu'ils ont payé le loyer directement en mains de X._ SA, n'ont pu accepter (par actes concluants) que l'offre qui leur était présentée à ce moment-là. Or X._ SA avait clairement manifesté la volonté, en envoyant l'avis de résiliation, de mettre un terme à la sous-location au 31 janvier 2010. La société n'est jamais revenue sur cette prise de position. En conséquence, les recourants n'auraient alors pu conclure qu'un contrat de sous-location grevé d'une résiliation litigieuse. On ne voit dès lors pas ce que cette construction juridique compliquée pourrait changer à la situation des recourants.
2.1.4. Il sied de déduire de ce qui précède que Y._ AG, au moment de la résiliation intervenue le 22 octobre 2009, avait déjà perdu le droit d'usage sur la chose à la suite du transfert de bail prenant effet le 1er mars 2009. Elle n'était donc plus en mesure de céder ce droit d'usage, alors que manifestement - les recourants restant dans les locaux et continuant de payer un loyer - un nouveau rapport contractuel était né (ou en voie de naître) entre les recourants et le nouveau locataire principal. C'est ainsi à la suite d'une mauvaise appréciation de la situation juridique que Y._ AG, qui ne cédait déjà plus l'usage de la chose depuis plusieurs mois, s'est considérée comme sous-bailleresse. La résiliation qu'elle a donnée ne peut avoir aucun effet juridique sur le nouveau contrat conclu entre des tiers, à savoir les recourants et X._ SA.
2.1.5. En revanche, il faut admettre que X._ SA, qui avait juridiquement le droit d'usage sur la chose, pouvait le céder, dès le 1er mars 2009, aux recourants, lesquels se prévalaient d'ailleurs d'une cession d'usage en leur faveur. Il faut en inférer que le congé donné sur formule officielle par X._ SA n'est affecté d'aucune cause de nullité.
2.1.6. Les recourants évoquent encore la nullité d'un congé partiel (sur cette notion: cf. Lachat, op. cit., p. 642 s.; Marino Montini, in Droit du bail à loyer, Bohnet/Montini [éd.], 2010, n°s 43 et 44 ad art. 266o CO). Il ressort cependant des constatations cantonales - au sujet desquelles l'arbitraire n'est pas invoqué - que ce local de 32 m2 constitue la seule chose louée entre les parties, ce qui exclut d'emblée l'existence d'un congé partiel.
2.2. Les recourants soutiennent que cette résiliation devrait être annulée en application de l'art. 271 al. 1 CO.
Ils ne prétendent pas que l'on se trouverait dans l'une des hypothèses prévues par l'art. 271a CO.
Selon l'art. 271 al. 1 CO, le congé est annulable lorsqu'il contrevient aux règles de la bonne foi.
Doit être considéré comme contraire aux règles de la bonne foi le congé qui ne répond à aucun intérêt objectif, sérieux et digne de protection, qui est purement chicanier ou encore qui est fondé sur un motif qui ne constitue manifestement qu'un prétexte (ATF 136 III 190 consid. 2 p. 192 et les arrêts cités).
Les cas typiques d'abus de droit (absence d'intérêt à l'exercice d'un droit, utilisation d'une institution juridique contrairement à son but, disproportion grossière des intérêts en présence, exercice d'un droit sans ménagement, attitude contradictoire) permettent de dire si le congé contrevient ou non aux règles de la bonne foi (ATF 120 II 105 consid. 3 p. 108; sur les cas typiques d'abus de droit: ATF 135 III 162 consid. 3.3.1 p. 169).
En l'espèce, la cour cantonale a retenu que X._ SA avait un besoin sérieux du local litigieux pour l'exploitation de son restaurant, de sorte qu'en résiliant le bail de sous-location, elle n'a pas abusé de la liberté de résilier le contrat en respectant le délai et le terme de congé (sur cette liberté: cf. arrêt 4A_484/2012 du 28 février 2013 consid. 2.3.1 et les arrêts cités).
Pour le contester, les recourants s'en prennent aux constatations de fait cantonales, ce qu'ils ne peuvent faire qu'en démontrant l'arbitraire dans l'appréciation des preuves (ATF 137 I 58 consid. 4.1.2 p. 62; sur la notion d'arbitraire dans l'appréciation des preuves: cf. ATF 136 III 552 consid. 4.2 p. 560; sur la notion d'arbitraire en général: cf. p. ex. ATF 138 I 49 consid. 7.1 p. 51; 138 III 378 consid. 6.1 p. 379 s.).
S'agissant du chiffre d'affaires réalisé par le restaurant "W._", les recourants soutiennent qu'il n'a pas beaucoup évolué ces dernières années. Cette affirmation est impropre à démontrer qu'il est arbitraire de croire le témoin qui a affirmé que le chiffre d'affaires a augmenté de 30 à 40% depuis l'ouverture du restaurant en l'an 2000. Une telle évolution est évidemment de nature à faire naître des besoins nouveaux en matière d'élimination des déchets. Les recourants ne contestent pas vraiment la nécessité d'avoir un local réfrigéré séparé pour les déchets alimentaires; leur argumentation ne permet pas d'établir que l'intimée n° 1 disposerait d'un emplacement approprié et que la conclusion contraire de la cour cantonale serait insoutenable. Les recourants prétendent que les locaux de l'intimée précitée sont sous-occupés. Pourtant, le Tribunal des baux et loyers, qui a procédé à une inspection des lieux, n'a pas fait une telle constatation. Il n'y a rien d'arbitraire de la part de la cour cantonale à s'en tenir au procès-verbal d'une inspection locale effectuée par la juridiction précédente, dès lors que les recourants n'apportent aucun élément indiscutable pour en démontrer l'inexactitude.
Comme l'intimée n° 1 a réellement besoin de ce local de 32 m2 pour l'exploitation de son restaurant, la résiliation du bail de sous-location ne contrevient en rien aux règles de la bonne foi. On ne discerne aucune violation de l'art. 271 CO.
2.3. Les recourants demandent une prolongation du bail d'une durée de six ans.
Les dispositions sur la prolongation du bail en cas de résiliation valable s'appliquent également, en principe, en cas de sous-location (art. 273b al. 1 CO). Le locataire (respectivement le sous-locataire) peut demander la prolongation d'un bail de durée déterminée ou indéterminée lorsque la fin du contrat aurait pour lui ou sa famille des conséquences pénibles sans que les intérêts du bailleur le justifient (art. 272 al. 1 CO). Aucun des cas d'exclusion de la prolongation prévus par les art. 272a et 273b al. 1 CO n'est réalisé en l'espèce. La décision sur la prolongation du bail suppose une pesée des intérêts en présence (art. 272 al. 2 CO; cf. ATF 136 III 190 consid. 6 p. 195; 135 III 121 consid. 2 p. 123). S'agissant en l'espèce d'un bail commercial, la prolongation peut être accordée pour six ans au maximum (art. 272b al. 1 CO). Pour fixer la durée de la prolongation, le juge dispose d'un large pouvoir d'appréciation (ATF 135 III 121 consid. 2 p. 123). Le Tribunal fédéral ne doit donc pas substituer sa propre appréciation à celle de la cour cantonale; il ne peut intervenir, en considérant le droit fédéral comme violé, que si le juge a excédé les limites fixées par la loi, s'il n'a pas pris en compte les critères prévus par la disposition applicable ou si, au contraire, il s'est laissé guider par des considérations étrangères à celle-ci, ou encore si le juge a fait un usage insoutenable de son pouvoir d'appréciation au point de rendre une décision d'une iniquité choquante (ATF 138 III 49 consid. 4.4.5 p. 57 s., 252 consid. 2.1 p. 254, 650 consid. 6.6 p. 658, 669 consid. 3.1 p. 671).
Sur la base de l'état de fait contenu dans la décision attaquée - dont on ne voit pas qu'il ait été arrêté arbitrairement (art. 105 al. 1 et 2 LTF ) -, il faut constater que les deux parties au contrat de sous-location (les recourants d'une part et X._ SA d'autre part) ont l'une et l'autre un besoin sérieux, concret et relativement urgent du local litigieux. La cour cantonale a pris en compte les critères légaux et ne s'en est pas écartée. C'est sur ce point que les recourants voudraient apporter des précisions, mais sans que celles-ci ne soient de nature à modifier la décision à rendre (art. 97 al. 1 LTF). En présence de deux intérêts plus ou moins équivalents, l'autorité cantonale a décidé d'accorder aux sous-locataires une prolongation d'une durée correspondant à la moitié de la durée maximale prévue par la loi. En fixant ainsi la durée de la prolongation, on ne saurait dire qu'elle a abusé de son large pouvoir d'appréciation.
En conséquence, le droit fédéral n'a pas été violé et le recours doit être rejeté.
3.
Les frais judiciaires et les dépens sont mis solidairement à la charge des recourants, qui succombent (art. 66 al. 1 et 5, 68 al. 1, 2 et 4 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1.
Le recours est rejeté.
2.
Les frais judiciaires, arrêtés à 3'000 fr., sont mis solidairement à la charge des recourants.
3.
Les recourants verseront solidairement à chacune des deux sociétés intimées une indemnité de 3'500 fr. à titre de dépens.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Cour de justice du canton de Genève, Chambre des baux et loyers.
Lausanne, le 28 juin 2013
Au nom de la Ire Cour de droit civil
du Tribunal fédéral suisse
La Présidente: Klett
Le Greffier: Ramelet